Goos - Hänchen-vaikutus

Goos - Hanchen vaikutus (nimetty Fritz Gustav Goos (de) (1883-1968) ja Hilda Hanchen (de) (1919-2013)) on optinen ilmiö , jossa lineaarisesti polarisoidun valon näytteille hieman sivuttaissiirto. Kun valonsäde käy läpi täydellisen sisäisen pohdinnan . Poikkeama on kohtisuorassa etenemissuuntaan, tulotasossa. Tämä vaikutus on analoginen Imbert-Fedorov-vaikutuksen lineaariselle polarisaatiolle pyöreästi polarisoidun aallon vaiheessa.

Tämä vaikutus johtuu siitä, että lopullisen halkaisijan säteen heijastukset häiritsevät keskimääräisen etenemissuunnan poikki kulkevaa viivaa. Kuten kuvassa on esitetty, kahden tasa-aallon päällekkäisyys, joilla on hieman erilaiset tulokulmat, mutta joilla on sama taajuus (tai aallonpituus), saadaan

{\ displaystyle {\ vec {\ alleviiva {E}}} (x, z, t) = {\ vec {\ alleviiva {E}}} ^ {TE / TM} \ vasen (e ^ {j {\ vec { k}} _ {1} \ cdot {\ vec {r}}} + e ^ {j {\ vec {k}} _ {2} \ cdot {\ vec {r}}} \ right) \ cdot e ^ {-j \ omega t}}

tai

{\ displaystyle {\ vec {k}} _ {1} = k \ left (\ cos {\ left (\ theta _ {0} + \ Delta \ theta \ right)} {\ vec {x}} + \ sin {\ vasen (\ theta _ {0} + \ Delta \ theta \ oikea)} {\ vec {z}} \ oikea)}

{\ displaystyle {\ vec {k}} _ {2} = k \ left (\ cos {\ left (\ theta _ {0} - \ Delta \ theta \ right)} {\ vec {x}} + \ sin {\ vasen (\ theta _ {0} - \ Delta \ theta \ oikea)} {\ vec {z}} \ oikea)}

kanssa

{\ displaystyle k = {\ alku {matriisi} {\ frac {\ omega} {c}} \ loppu {matriisi}} n_ {1}}

Voimme osoittaa, että molemmat aallot tuottavat häiriökuvion, joka on poikittainen keskimääräiseen etenemissuuntaan,

{\ displaystyle {\ vec {k}} _ {0} = k \ left (\ cos {\ theta _ {0}} {\ vec {x}} + \ sin {\ theta _ {0}} {\ vec {z}} \ oikea)}

ja rajapinnalla pitkin tasoa . ${\ displaystyle ({\ vec {y}}, {\ vec {z}})}$

Dioptria heijastaa kahta aaltoa ja läpikäy hiukan erilaiset vaihesiirrot, mikä johtaa äärellisen säteen sivuttaissiirtoon. Goos-Hänchen- ilmiö on siis johdonmukaisuuden ilmiö.

Tätä vaikutusta tutkitaan edelleen, esimerkiksi sen vaikutusten suhteen nanofotoniikan yhteydessä. Meranon et ai. tutki Goos - Hänchen -vaikutusta kokeellisesti, jos valonsäde heijastui metallipinnalle (kulta) aallonpituudella 826 nm .

Viitteet

M. Merano, A. Aiello, GW 't Hooft, MP van Exter, ER Eliel ja JP Woerdman, " Goos Hänchen Shiftings in Metallic Reflection ", Optics Express , voi. 15,2007, s. 15928-15934 ( DOI 10,1364 / OE.15.015928 , Bibcode 2007OExpr..1515928M , arXiv 0709,2278 )

Bibliografia

(en) Frederique de Fornel, Evanescent Waves: From Newtonian Optics to Atomic Optics , Springer (2001), s. 12–18
(de) F. Goos ja H. Hänchen, Ein neuer und fundamentaler Versuch zur Totalreflexion , Ann. Phys. (436) 7–8, 333–346 (1947). DOI : 10.1002 / ja s.19474360704
(en) M. Delgado ja E. Delgado, Kokonaisheijastussuunnittelun arviointi rajapinnan geometrisella mallilla . Optik - International Journal for Light and Electron Optics , osa 113, numero 12, maaliskuu 2003, s. 520-526 (7)