Наблюдение за разветвленным потоком пространственно некогерентного света в средстве для мытья посуды
Группа исследователей из Израильского технологического института Технион провела первое экспериментальное наблюдение разветвленного потока пространственно некогерентного света — в данном случае с помощью жидкого средства для мытья посуды. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review X, группа описывает свои эксперименты по освещению двумерных образцов жидкого средства для мытья посуды и свои наблюдения.
(а) Экспериментальная установка, показывающая основные компоненты, путь, по которому следует световой луч, и систему формирования изображения. (b) Ландшафт эффективного показателя преломления мыльной пленки, реконструированный с помощью DNN по изображению галогенного света, отраженного от пленки. (в) ПФ, генерируемая плоской когерентной волной. (г) ПВ, генерируемая локализованным источником, связанным с пленкой (кончик волокна виден слева). Предоставлено: Physical Review X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021007
Предыдущие исследования показали, что свет, проходящий через неупорядоченную среду, может привести к разветвлению, когда некоторая часть луча может пройти один путь вокруг объекта, а другая часть того же луча может пойти другим путем. Такое разветвление может привести к световым каналам, движущимся через данную среду. В этой новой работе исследователи использовали жидкое средство для мытья посуды в качестве среды.
Команда нанесла жидкое средство для мытья посуды на стеклянную пластину (создав 2D-среду), а затем посветила сквозь нее с бокового края. Они сделали снимки сверху, когда свет проходил через мыло к противоположному краю. Чтобы усилить действие, исследователи добавили немного красителя, который становился ярче по мере того, как на него попадало больше света, который наносился с помощью оптического волокна.
Изучая фотографии, исследователи смогли наблюдать, как свет сначала падает на плотную часть мыла, затем разделяется и создает два канала. Когда свет в двух каналах попадал на другие плотные части мыла, они разделялись и так далее, пока свет не достигал противоположного края. Исследователи отмечают, что эффект был похож на удар молнии или даже форму дельты реки.
Исследователи также отметили, что в отличие от воды поток света может двигаться в любом направлении, что позволяет свету также двигаться вверх к камере. Они также провели эксперимент, в ходе которого проверяли, что происходит, когда часть света объединяется после разделения — часть из них синхронизируется, а часть — нет. Настроив источник света, они смогли увидеть, что в областях, где свет был синхронизирован, он становился ярче, тогда как в тех областях, где он не был синхронизирован, он становился темнее из-за интерференции.
