stringtranslate.com

Суперколебания

Суперосцилляция — это явление, при котором сигнал, имеющий глобально ограниченную полосу пропускания, может содержать локальные сегменты, которые колеблются быстрее, чем его самые быстрые компоненты Фурье . Идея изначально приписывается Якиру Ааронову и стала более популярной благодаря работе Майкла Берри , который также отмечает, что аналогичный результат был известен Ингрид Добеши . [1] [2]

В 2007 году Хуан экспериментально наблюдал явление оптических суперосцилляции в дифракционных картинах света, прошедшего через квазипериодические массивы наноотверстий. [3] Были обнаружены оптические фокусы, намного меньшие, чем дифракционный предел. Результаты соответствовали моделированию без затухающих волн. [4] В 2009 году Хуан и др. дополнительно разработали теоретические модели для проектирования масок суперосцилляции, которые могут достигать экстремальной концентрации света и визуализации с произвольным разрешением. [5] Практический метод построения суперосцилляции и обсуждение их потенциала для квантовой теории поля были даны Ахимом Кемпфом. [6] Хреммос и Фикиорис предложили метод построения суперосцилляции, которые аппроксимируют желаемый полином с произвольной точностью в пределах заданного интервала. [7] В 2013 году была продемонстрирована экспериментальная генерация произвольной формы бездифракционных суперосцилляторных оптических пучков. [8] Два года спустя, в 2015 году, было экспериментально показано, что суперосцилляции могут генерировать детали, которые во много раз меньше дифракционного предела. Эксперимент был проведен с использованием видимого света, продемонстрировав повышенное разрешение в 35 нм. [9] Кемпф и Феррейра доказали [10] , что суперосцилляции происходят за счет динамического диапазона, который должен экспоненциально увеличиваться с числом суперосцилляции и полиномиально с частотой суперосцилляции.

Сверхколебательные формы волн рассматриваются как возможный практический инструмент для инженерных приложений, таких как оптическое сверхразрешение, т. е. разрешение за пределами дифракционного предела. [11] [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Берри, М.В., 1994, «Быстрее, чем Фурье», в «Квантовая когерентность и реальность; в честь 60-летия Якира Ааронова» (редакторы Дж.С. Анандан и Дж.Л. Сафко), World Scientific, Сингапур, стр. 55-65.
  2. ^ Берри, М. В.; Деннис, М. Р. (2009). "Естественные суперосцилляции в монохроматических волнах в D-измерениях ". Журнал физики A: Математический и теоретический . 42 (2): 022003. doi :10.1088/1751-8113/42/2/022003. S2CID  120985111.
  3. ^ Хуан, Фу Мин; Желудев, Николай; Чен, Ифан; Хавьер Гарсия Де Абахо, Ф. (2007). «Фокусировка света массивом наноотверстий». Письма по прикладной физике . 90 (9): 091119. arXiv : физика/0611056 . Бибкод : 2007ApPhL..90i1119H. дои : 10.1063/1.2710775. S2CID  10434523.
  4. ^ Хуан, Фу Минь; Чэнь, Ифан; Гарсия Де Абахо, Ф. Хавьер; Желудев, Николай И. (2007). «Оптическое сверхразрешение через сверхосцилляции» (PDF) . Журнал оптики A: Чистая и прикладная оптика . 9 (9): S285–S288. doi :10.1088/1464-4258/9/9/S01.
  5. ^ Хуан, Фу Минь; Желудев, Николай И. (2009). «Сверхразрешение без затухающих волн». Nano Letters . 9 (3): 1249–1254. arXiv : 0812.0508 . Bibcode : 2009NanoL...9.1249H. doi : 10.1021/nl9002014. PMID  19182908. S2CID  14091064.
  6. ^ Кемпф, Ахим (2000). «Черные дыры, полосы пропускания и Бетховен». Журнал математической физики . 41 (4): 2360–2374. arXiv : gr-qc/9907084 . Bibcode :2000JMP....41.2360K. doi :10.1063/1.533244. S2CID  14858993.
  7. ^ Chremmos, Ioannis; Fikioris, George (2015). "Суперколебания с произвольной полиномиальной формой". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical . 48 (26): 265204. arXiv : 1504.04822 . Bibcode : 2015JPhA...48z5204C. doi : 10.1088/1751-8113/48/26/265204. S2CID  119137509.
  8. ^ Гринфилд, Элад; Шлей, Ран; Гурвиц, Илан; Немировский, Джонатан; Макрис, Константинос Г.; Сегев, Мордехай (2013). «Экспериментальная генерация произвольно сформированных бездифракционных суперколебательных оптических пучков» (PDF) . Optics Express . 21 (11): 13425–13435. Bibcode :2013OExpr..2113425G. doi : 10.1364/oe.21.013425 . PMID  23736595. S2CID  31157421.
  9. ^ Дэвид, Асаф; Джонай, Бергин; Блау, Йохай; Долев, Шимон; Бартал, Гай (2015). «Формирование и фокусировка видимого света в наномасштабе в планарных волноводах металл–оксид–кремний». Optica . 2 (12): 1045–1048. Bibcode :2015Optic...2.1045D. doi : 10.1364/OPTICA.2.001045 .
  10. ^ Феррейра, П. Дж. С. Г.; Кемпф, А. (2006). «Суперколебания: быстрее, чем скорость Найквиста» (PDF) . Труды IEEE по обработке сигналов . 54 (10): 3732–3740. Bibcode : 2006ITSP...54.3732F. doi : 10.1109/TSP.2006.877642. S2CID  17467946.
  11. ^ Томсон, Лора К.; Буассель, Янник; Уайт, Грэм; Яо, Эрик; Куртиал, Йоханнес (2008). "Моделирование голографии сверхвысокого разрешения для оптических пинцетов" (PDF) . New Journal of Physics . 10 (2): 023015. Bibcode :2008NJPh...10b3015T. doi : 10.1088/1367-2630/10/2/023015 .
  12. ^ Желудев, Николай И. (2008). «Какой дифракционный предел?». Nature Materials . 7 (6): 420–422. Bibcode : 2008NatMa...7..420Z. doi : 10.1038/nmat2163. PMID  18497841. S2CID  30418364.

Внешние ссылки


  • в
  • т
  • е