Name: 고정밀 간섭에 대한 높은 순서 Laguerre-가우스 광학 빔의 생성 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-08-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 14 s
Description: 배우세요 고정밀 간섭계를 위한 고순도 Laguerre-가우스 광학 빔 생성 방법입니다. 공간 광 변조기와 위상판을 활용하여 빔 순도를 향상시키고 중력파 탐지 등 다양한 과학 분야에 적용할 수 있습니다.

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<ol><li>Cohadon, P. F., Heidmann, A., Pinard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cooling+of+a+Mirror+by+Radiation+Pressure%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Cooling of a Mirror by Radiation Pressure.</a> Physical Review Letters. 83, 3174-3177 (1999).</li>
<li>Corbitt, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+All-Optical+Trap+for+a+Gram-Scale+Mirror%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">An All-Optical Trap for a Gram-Scale Mirror.</a> Physical Review Letters. 98, 150802(2007).</li>
<li>Müller-Ebhardt, H., Rehbein, H., Schnabel, R., Danzmann, K., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entanglement+of+Macroscopic+Test+Masses+and+the+Standard+Quantum+Limit+in+Laser+Interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Entanglement of Macroscopic Test Masses and the Standard Quantum Limit in Laser Interferometry.</a> Physical Review Letters. 100, 013601(2008).</li>
<li>Kimble, H. J., Levin, Y., Matsko, A. B., Thorne, K. S., Vyatchanin, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conversion+of+conventional+gravitational-wave+interferometers+into+quantum+nondemolition+interferometers+by+modifying+their+input+and+output+optics%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Conversion of conventional gravitational-wave interferometers into quantum nondemolition interferometers by modifying their input and output optics.</a> Physical Review D. 65, 022002(2001).</li>
<li>Numata, K., Kemery, A., Camp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal-Noise+Limit+in+the+Frequency+Stabilization+of+Lasers+with+Rigid+Cavities%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Thermal-Noise Limit in the Frequency Stabilization of Lasers with Rigid Cavities.</a> Physical Review Letters. 93, 250602(2004).</li>
<li>Aufmuth,, Danzmann, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">Gravitational wave detectors.</a> New Journal of Physics. 7, 202(2005).</li>
<li>Harry, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+noise+in+interferometric+gravitational+wave+detectors+due+to+dielectric+optical+coatings%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Thermal noise in interferometric gravitational wave detectors due to dielectric optical coatings.</a> Classical and Quantum Gravity. 19, 897-917 (2002).</li>
<li>Crooks, D. R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excess+mechanical+loss+associated+with+dielectric+mirror+coatings+on+test+masses+in+interferometric+gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Excess mechanical loss associated with dielectric mirror coatings on test masses in interferometric gravitational wave detectors.</a> Classical and Quantum Gravity. 19, 883-896 (2002).</li>
<li>Yu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internal+thermal+noise+in+the+LIGO+test+masses%3A+A+direct+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Internal thermal noise in the LIGO test masses: A direct approach.</a> Physical Review D. 57, 659-663 (1998).</li>
<li>Harry, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((the+LIGO+Collaboration.+Advanced+LIGO%3A+the+next+generation+of+gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">the LIGO Collaboration. Advanced LIGO: the next generation of gravitational wave detectors.</a> Classical and Quantum Gravity. 27, 084006(2010).</li>
<li>Accadia, T., Acernese, F., Antonucci, F., Astone, P., Ballardin, G., Barone, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Status+of+the+VIRGO+project%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Status of the VIRGO project.</a> Classical and Quantum Gravity. 28, 114002(2011).</li>
<li>Sathyaprakash, B., Abernathy, M., Acernese, F., Ajith, P., Allen, B., Amaro-Seoane, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scientific+objectives+of+Einstein+Telescope%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Scientific objectives of Einstein Telescope.</a> Classical and Quantum Gravity. 29 (12), 124013(2012).</li>
<li>Bondarescu, M., Thorne, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+family+of+light+beams+and+mirror+shapes+for+future+LIGO+interferometers%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">New family of light beams and mirror shapes for future LIGO interferometers.</a> Physical Review D. 74, 082003(2006).</li>
<li>Bondarescu, M., Kogan, O., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimal+light+beams+and+mirror+shapes+for+future+LIGO+interferometers%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Optimal light beams and mirror shapes for future LIGO interferometers.</a> Physical Review D. 78, 082002(2008).</li>
<li>Tournefier Mours, E., Vinet, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+noise+reduction+in+interferometric+gravitational+wave+antennas%3A+using+high+order+TEM+modes%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Thermal noise reduction in interferometric gravitational wave antennas: using high order TEM modes.</a> Classical and Quantum Gravity. 23, 5777(2006).</li>
<li>Chelkowski, S., Hild, S., Freise, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospects+of+higher-order+Laguerre-Gauss+modes+in+future+gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Prospects of higher-order Laguerre-Gauss modes in future gravitational wave detectors.</a> Physical Review D. 79, 122002(2009).</li>
<li>Vinet, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reducing+thermal+effects+in+mirrors+of+advanced+gravitational+wave+interferometric+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Classical+and+Quantum+Gravity%22%5BJournal%5D)">Reducing thermal effects in mirrors of advanced gravitational wave interferometric detectors.</a> Classical and Quantum Gravity. 24, 3897(2007).</li>
<li>Fulda, P., Kokeyama, K., Chelkowski, S., Freise, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+demonstration+of+higher-order+Laguerre-Gauss+mode+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Experimental demonstration of higher-order Laguerre-Gauss mode interferometry.</a> Physical Review D. 82, 012002(2010).</li>
<li>Bond, C., Fulda, P., Carbone, L., Kokeyama, K., Freise, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Higher+order+Laguerre-Gauss+mode+degeneracy+in+realistic%2C+high+finesse+cavities%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+D%22%5BJournal%5D)">Higher order Laguerre-Gauss mode degeneracy in realistic, high finesse cavities.</a> Physical Review D. 84, 102002(2011).</li>
<li>Sorazu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+test+of+higher-order+Laguerre-Gauss+modes+in+the+10+m+Glasgow+prototype+interferometer%5BTitle%5D)+AND+%22Class.+Quantum+Grav%22%5BJournal%5D)">Experimental test of higher-order Laguerre-Gauss modes in the 10 m Glasgow prototype interferometer.</a> Class. Quantum Grav. 30, 035004(2013).</li>
<li>Carbone, L., Bogan, C., Fulda, P., Freise, A., Willke, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+High-Purity+Higher-Order+Laguerre-Gauss+Beams+at+High+Laser+Power%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Generation of High-Purity Higher-Order Laguerre-Gauss Beams at High Laser Power.</a> Physical Review Letters. 110, 251101(2013).</li>
<li>Fulda, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phaseplate+design+for+Laguerre-Gauss+mode+conversion%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Phaseplate design for Laguerre-Gauss mode conversion.</a> , In Preparation (2013).</li>
<li>Willke, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stabilized+lasers+for+advanced+gravitational+wave+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+%26+Photonics+Rev%22%5BJournal%5D)">Stabilized lasers for advanced gravitational wave detectors.</a> Laser & Photonics Rev. , 1-15 (2010).</li>
<li>Granata, M., Buy, C., Ward, R., Barsuglia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Higher-Order+Laguerre-Gauss+Mode+Generation+and+Interferometry+for+Gravitational+Wave+Detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Higher-Order Laguerre-Gauss Mode Generation and Interferometry for Gravitational Wave Detectors.</a> Physical Review Letters. 105, 231102(2010).</li>
<li>Matsumoto, N., Ando, T., Inoue, T., Ohtake, Y., Fukuchi, N., Hara, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+high-quality+higher-order+Laguerre+Gaussian+beams+using+liquid-crystal-on-silicon+spatial+light+modulators%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Generation of high-quality higher-order Laguerre Gaussian beams using liquid-crystal-on-silicon spatial light modulators.</a> J. Opt. Soc. Am. 25, 1642-1651 (2008).</li>
<li>Kennedy, S. A., Szabo, M. J., Teslow, H., Porterfield, J. Z., Abraham, E. R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creation+of+Laguerre-Gaussian+laser+modes+using+diffractive+optics%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+A%22%5BJournal%5D)">Creation of Laguerre-Gaussian laser modes using diffractive optics.</a> Physical Review A. 66, 043801(2002).</li>
<li>Black, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+introduction+to+Pound-Drever-Hall+laser+frequency+stabilization%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">An introduction to Pound-Drever-Hall laser frequency stabilization.</a> American Journal of Physics. 69, 79-87 (2001).</li>
<li>Freise, A., Heinzel, G., Lueck, H., Schilling, R., Willke, B., Danzmann, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency-domain+interferometer+simulation+with+higher-order+spatial%5BTitle%5D)+AND+%22Class.Quant.Grav%22%5BJournal%5D)">Frequency-domain interferometer simulation with higher-order spatial.</a> Class.Quant.Grav. 21, (2004).</li>
<li>Uehara, N. Mode cleaner for the Initial LIGO 10 Watt Laser. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aUehara%2C+N+%22LIGO+internal+report%22">LIGO internal report</a>. 12, (1997).</li>
<li>Simtools, a collection of Matlab tools for optical simulations [Internet]. , Available from:
		
	 <a target="_blank" href="http://www.gwoptics.org/simtools/">http://www.gwoptics.org/simtools/</a> (2013).</li>
</ol>

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고정밀 측정에 사용되는 대부분의 레이저의 출력 빔은 기본 가우스 모드로 잘 설명된 모양을 갖도록 설계되었습니다. 이 특정 빔 형상은 낮은 회절과 구형 파면을 결합합니다. 낮은 회절은 레이저 광의 주요 장점 중 하나이지만, 구형 파면은 구형 표면을 가진 표준 광학 부품에 의해 레이저 빔의 저손실 변환을 허용하기 때문에 똑같이 중요합니다. 다양한 빔 모양도 생성할 수 있으며 최근에는 Laguerre-Gauss 빔이 고정밀 간섭계에 대한 잠재적인 응용으로 인해 관심을 받고 있습니다.
이 논문에서 우리는 고출력, 초안정 레이저 빔에 대해 순도 95%의 고차 Laguerre-Gauss 모드를 생성하는 실험 절차를 시연했습니다. 이를 달성하기 위해 우리는 광학 연구의 다양한 측면의 표준 기술, 즉 회절 위상 플레이트와 레이저 사전 안정화를 결합하여 클리너 캐비티를 모드화했습니다. 우리의 실험은 사용자 정의 고차 모드에서 고출력 빔을 생성하는 간단하고 모듈식이며 매우 안정적인 방법을 제공합니다. 상업용 초안정 레이저가 광원으로 사용됩니다. 출력은 회절 위상 판에 주입되며, 이는 빛의 최대 75% 를 원하는 Laguerre-Gauss 모드로 변환 할 수 있습니다. 그런 다음 이 빛은 작은 광학 캐비티에 주입되고 전자 피드백 루프 (electronic feedback loop) 를 사용하여 레이저의 레이저 주파수를 캐비티 길이로 안정화합니다. 캐비티에 의해 전송되는 빔은 원하는 모드에서 95%이며 설정 원점의 기본 모드 빔과 마찬가지로 오디오 주파수에서 매우 우수한 주파수 안정성을 갖습니다. 모든 부품은 현대 광학 실험의 표준 구성 요소를 나타냅니다. 우리는 최대 80W 순수 Laguerre-Gauss 33 모드의 레이저 출력에 대해 이 기술을 성공적으로 시연했습니다.
위상판을 다른 모드 변환 요소(예: 다른 회절 요소 또는 난시 모드 변환기)로 교체하여 유사한 결과를 얻을 수 있습니다. 또는 예를 들어 진폭 마스크를 사용하여 원하는 Laguerre-Gauss 모드에 맞게 조정된 광학 공진기로 레이저를 설정할 수 있습니다. 마지막으로, 기준 광학 캐비티에 대한 레이저 주파수 안정화는 원자 기준을 사용하는 유사한 방식으로 교환될 수 있습니다. 전자 피드백 시스템의 필요성이 아마도 주요 단점일 수 있지만 이는 정밀 간섭계에 사용되는 모든 광원에서 불가피합니다.
그러나 우리는 이 백서에서 시연한 방법이 필요한 레이저 주파수, 출력 또는 모양의 모든 범위로 확장할 수 있는 간단하고 모듈식 방식을 제공하여 강력하고 다양한 방법을 제시한다고 믿습니다. 각 부품, 레이저 소스, 회절 소자 및 광학 캐비티를 개별적으로 변경하거나 최적화할 수 있으므로 기존 레이저 주입 시스템도 Laguerre-Gauss 모드를 사용하도록 업그레이드할 수 있습니다.

지난 수십 년 동안 고정밀 간섭 실험은 양자 효과에 결정적인 역할을 시작하는 최고의 감도 정권을 향해 밀고 있었다. 기계적 오실레이터 1, 미러 2, 얽혀 시험 질량의 3 세대, 양자 비 철거 간섭 4, 엄격한 공동 5와 레이저의 주파수 안정화 및 중력파 검출 6 광학 트랩의 레이저 냉각 등이 진행 중이거나 향후 실험에서 , 7, 8, 연구자들은 기본적인 기술 노이즈 소스를 제한하는 군중을 직면하고있다. 가장 심각한 문제 중 하나는 미러 기판과 거울 반사 코팅 7, 8, 9를 구성하는 원자의 열 자극에 의해 발생되는 간섭 설정의 공동 거울의 열 잡음이다. 또한 브라운 운동 불리는이 효과는의 단계에서 불확실성의 원인이됩니다빛은 모든 시험 질량에서 반사 간섭계의 출력에 근본적인 소음 제한과 같은 것 때문에 매니페스트. 예를 들어, 고급 LIGO, 고급 VIRGO, 그리고 아인슈타인 망원경과 같은 고급 중력파 안테나,의 예상 디자인 감도는 관측 주파수 대역 10의 가장 민감한 지역, 11, 12의 노이즈의이 유형에 의해 제한됩니다. 사회의 실험 물리학 자들은 이러한 잡음 기여를 최소화하고 자신의 악기의 감도를 개선하기 위해 지속적인 노력에 최선을 다하고 있습니다. 거울 브라운 노이즈의 특별한 경우 완화를위한 하나의 방법은 표면의 임의의 움직임을 통해보다 효율적으로 큰 빔 평균 때문에, 시험 물질 표면에 현재 사용되는 표준 기본 HG 00 빔의 큰 빔 스폿의 크기를 고용하는 것입니다 13, 14. 미러 열 잡음의 전력 스펙트럼 밀도는로 확장하기 위해 표시되었습니다미러 기판과 거울 표면 9 역 광장 가우시안 빔의 크기의 역수. 빔 스팟이 큰 만들어진 그러나, 가벼운 힘의 더 큰 부분은 반사 표면의 가장자리에 손실됩니다. 하나는 일반적으로 사용되는 HG 00 빔 (예 : 그림 1 참조)보다 더 균일 한 반경 강도 분포와 빔을 사용하는 경우, 브라운 열 잡음 레벨은 손실의 유형을 증가하지 않고 감소 될 수있다. 고정밀 간섭계의 새 버전에 대해 제안 된 모든 더 균일 한 빔 타입 사이에, 예를 들어 메사 빔 또는 원뿔 형태 13, 14, 가장 유망한 높은 순서 LG는 현재 사용중인 구형 자신의 잠재적 인 호환성으로 인해 광선입니다 거울 표면 15. 예를 들어, 나선형 시스템의 바이너리 중성자 별의 검출 율 - 첫 GW에 가장 유망한 천체 물리학 소스로 간주됩니다 검색이온 - 현재 건설 10, 11에 따라 2 세대 간섭계의 설계 변경의 최소 금액의 비용을 2 개 이상 16 약 요인에 의해 강화 될 수있다. 간섭계에서 광학 열 수차의 크기를 줄이기 위해 표시되었습니다 열 잡음 혜택뿐만 아니라, 고차원 LG 빔의 폭 넓은 강도 분포는 (예를 들어 그림 2는 다음과 같이 참조). 이 열 보상 시스템을 설계 민감도에게 19에 도달하기 위해 향후 실험에 의존되는 범위를 줄일 수 있습니다. 우리는 연구하고 성공적으로 순결과 성공적으로 감도 16, 18, ​​19, 20, 21, 22의 최상의 GW 간섭계를 작동하는 데 필요한 안정성 수준에서 LG 빔을 생성의 가능성을 증명하고있다. 제안 된 방법은 물리학 및 광학 SUC의 다양한 분야에서 개발 된 기술과 전문 지식을 결합하여높은 안정성의 생성과 같은 H, 저잡음 단일 모드 레이저는 23 광선, 광선의 공간 프로파일 (18)의 조작, 22, 24, 25, 26, 그리고 사용 공간 광 변조기 및 회절 광학 요소의 사용 감지, 제어 및 레이저 빛의 더 정화 및 안정화를 목표로 공진 광학 공동 27 안정화를위한 고급 기술. 이 방법은 성공적으로 대규모 프로토 타입 간섭계 20 시험을 위해, 그리고 W 21 80 높은 레이저 파워에서 LG 모드를 생성하기위한 수출, 실험실 실험에서 입증되었습니다. 이 문서에서 우리는 더 높은 순서 LG 빔을 생성하는 방법의 세부 사항을 제시하고 그 결과 빔의 특성화 및 검증 방법을 설명합니다. 또한, 4 단계에서 비의 완벽한 거울 19와 충치의 수치 조사하는 방법이 설명되어 있습니다.

<table><tbody><tr><td colspan="4">이 논문에서 논의된 실험 장치에는 다음과 같은 유형의 기기가 필요합니다.</td></tr><tr><td colspan="4">Instrument</td></tr><tr><td>Solid state Laser source, Nd:YAG 1064 nm CW laser</td><td></td><td></td><td>수량: 1</td></tr><tr><td>패러데이 아이솔레이터</td><td></td><td></td><td>수량: 1</td></tr><tr><td>전기 광학 변조기 (EOM)</td><td></td><td></td> <td>< 강> 수량 : < / 강> 1</td></tr><tr><td>CCD 카메라 빔 프로파일러</td><td></td><td></td> <td>< 강> 수량 : < / 강> 렌즈 1</td></tr><tr><td>개</td><td></td><td></td> <td>< 강> 수량 : < / 강력 > 장치 설계에 따라</td></tr> 다름 <tr><td>스티어링 미러</td><td></td><td></td> <td>< 강력 > 수량 : < / 강력 >장치 설계에 따라</td></tr> 다름<tr><td>조리개</td><td></td><td></td> <td>< 강> 수량 : < / 강> 1</td></tr><tr><td>고 반사율 거울 (정상 입사</td><td></td><td></td>) <td>< 강>수량 : < / 강> 2</td></tr><tr><td>압전 링</td><td></td><td></td> <td>< 강>수량 : < / 강> 1</td></tr><tr><td>캐비티 스페이서</td><td></td><td></td> <td>< 강>수량 : < / 강> 1</td></tr><tr><td>포토 다이오드 및 관련 제어 전자 장치</td><td></td><td></td> <td>< 강> 수량 : < / 강> 1 개 이상, 장치 설계에 따라</td></tr><tr><td>공간 광 변조기</td><td></td><td></td> <td>< 강> 수량 : < / 강> 1 Holoeye LCR-2500</td></tr><tr><td colspan = "4"> 위의 모든 기기는 상업적으로 이용 가능하며 특정 사양이 필요하지 않습니다. 우리는 가장 적합한 도구의 선택을 실험자에게 맡깁니다." s discretion.</td></tr><tr><td colspan="4">프로토콜 재현에 관심이 있는 실험자의 이익을 위해 실험에 사용된 다음 도구를 권장합니다.<</td></tr><tr>td colspan="4">Tools</td></tr><tr><td>Innolight OEM 300NE, 1064 nm, 300 mW</td><td></td><td></td><td>레이저 소스:</td></tr><tr><td>SIMTOOLs</td><td></td><td></td><td>데이터 분석용 소프트웨어, 다음에서 사용 가능 <a href="http://www.gwoptics.org/simtools/" target="_blank">www.gwoptics.org/simtools/</a></td></tr><tr><td>FINESSE</td><td></td><td></td><td>광학 시뮬레이션용 소프트웨어, <a href="http://www.gwoptics.org/finesse/" target="_blank"> www.gwoptics.org/finesse/</a></td></tr><tr><td colspan="4">마지막으로, 본 실험에 사용된 위상판은 저자가 제공한 맞춤형 설계를 기반으로 Jenoptik GmbH에서 제조한 것입니다.</td></tr></tbody></table>

고정밀 간섭에 대한 높은 순서 laguerre-가우스 광학 빔의 생성

The Generation of Higher-order Laguerre-Gauss Optical Beams for High-precision Interferometry

고 반사 거울의 열 잡음은 표준 양자 제한에 도달하거나 자신의 양자 바닥 상태로 기계 시스템을 냉각하는 것을 목표로 고정밀 간섭 실험의 여러 유형에 대한 주요 장애물이다. 이 예를 들어 중력파 신호 감도 미래의 중력파 관측소의 경우는 자신의 거울 질량의 원자 진동, 가장 민감한 주파수 대역에서 제한 될 것으로 예상된다이다. 이 제한을 극복하기 위해 추진되고 하나의 유망한 접근 방법은 종래 사용되는 기본 모드 대신 고차원 Laguerre-가우스 (LG) 광 빔을 적용하는 것입니다. 때문에 그들보다 더 균일 한 광 강도 분포에이 빔은 다시 미러 위치의 불확실성이 레이저 빛에 의해 감지 감소 거울 표면의 열 구동 변동에보다 효과적으로 평균. 우리는 생성하는 유망한 방법을 보여회절 광학 소자의 도움으로 기본적인 가우시안 빔을 형성하여 고차원 LG 빔. 우리는 근본적인 레이저 빔을 안정화 알려진 기존의 감지 및 제어 기술로, 고차원 LG 모드는 정제 할 수 있으며, 비교적 높은 수준에서 단지뿐만 아니라 안정 것을 보여줍니다. 진단 도구의 집합은 우리가 생성 LG 빔의 속성을 제어하고 조정할 수 있습니다. 이것은 우리가 지금까지보고 된 가장 높은 순도와 LG 빔을 생성 할 수있었습니다. 표준 간섭 기술과 표준 구면 광학의 사용과 높은 순서 LG 모드 시연 호환성이 그들을 고정밀 간섭의 미래 세대 응용 프로그램에 대한 이상적인 후보합니다.

본문에서 설명하고 그림으로 보여준 모든 실험 결과는 빔 변환 프로토콜의 성공적인 실행을 보여주는 대표적인 사례입니다. 가장 대표적인 결과는 생성된 빔의 순도이며, 성공적인 빔 변환은 95% 이상의 빔 순도로 이어져야 합니다. 성공적인 빔 변환의 좋은 예는 21에서 얻어 그림 12에 나타낸 82.8 Watts, 순도 96%의 LG33 빔의 강도 프로파일 측정 결과입니다.
마찬가지로, 프로토콜 섹션에서 논의된 바와 같이, 위상판(phase plate) 및 전체 실험 장치의 모드 변환 효율은 위상판과 모드 클리너 공동(mode cleaner cavity)를 포함한 실험 장치의 성공적인 설계를 보여주는 좋은 지표가 됩니다. 일반적으로 50%에서 60% 이상의 값은 모드 변환 효율로서 좋은 수치로 간주됩니다. 이 유형의 설정으로 지금까지 보고된 가장 높은 변환 효율은 약 70%입니다 21.
프로토콜 4절에서 설명한 시뮬레이션 조사를 통해 실제 거울을 사용했을 때의 빔 순도 수치, 권장 거울 사양, 그리고 이러한 사양을 적용했을 때 얻어지는 빔 순도 결과가 도출되어야 합니다. 실제 거울 맵을 사용하여 예상할 수 있는 결과의 예가 19에 제시되어 있으며, 여기서 HG00의 순도가 &gt;99%인 것과 비교하여 원래의 LG33 순도는 89%로 나타납니다. 거울 표면의 비점수차를 크게 줄인 특정 거울 요구 사항을 적용하면 LG33 모드에서 &gt;99%의 순도를 달성할 수 있습니다.
<img alt="광학 공진 모드 도식; 수평/수직 모드 지수, 물리학 연구 분석." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 1"> 
그림 1. 6차까지의 Hermite-Gauss (HG) 모드 강도 패턴. 가시성을 위해 강도 패턴은 동일한 피크 강도를 갖도록 정규화되었다.
<img alt="Vortex 빔 강도 패턴; 방위각 및 반경 모드 지수의 도식, 광학 볼텍스 분석." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 2"> 
그림 2. 9차까지의 나선형 LG 모드 강도 패턴. 가시성을 위해 각 강도 패턴은 동일한 피크 강도를 갖도록 정규화되었다.
<img alt="광학적 여기 및 방출 분석을 위한 EOM, Faraday isolator가 포함된 레이저 설정 도식." fo:conten-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig3.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 3"> 
그림 3. HG00 빔 생성 및 안정화를 위한 일반적인 설정의 개략도.
<img alt="빔 변조 및 분석을 위한 위상판, 서보 및 CCD가 포함된 광학 설정 도식." fo:conten-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig4.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 4"> 
그림 4. 본 논문에서 다룬 실험 설정의 개략도. HG00 빔은 먼저 망원경을 통해 원하는 웨이스트 크기로 모드 매칭된 후 위상판에 입사됩니다. 주 회절 빔은 조리개를 통해 고차 회절 차수와 분리된 후 모드 클리너(Mode Cleaner) 공동으로 보내집니다. 공동 길이를 제어하기 위한 오차 신호를 추출하는 데 포토다이오드가 사용됩니다. 빔 강도는 CCD 카메라로 분석합니다.
<img alt="위상판 위치를 나타내는 위상 변조 다이어그램; x-y축, 상대적 위상 변조 척도." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig5.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 5"> 
그림 5. HG00 모드를 LG33 모드로 변환하기 위한 위상 변조 프로파일.
<img alt="위상 변조 패턴, 간섭 다이어그램, 위상판 분석, 광학 시스템 구성." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig6.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 6"> 
그림 6. LG33 모드 생성을 위한 블레이즈드 위상 변조 프로파일의 예시.
<img alt="간섭 패턴 비교: 측정값 대 이론값; 파동 광학; 회절 연구." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig7.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 7"> 
그림 7. 위상판에 의해 생성된 합성 빔의 강도 분포(왼쪽)와 동일한 파라미터를 가진 순수 LG33 빔의 이론적 강도 분포 간의 비교.
<img alt="회절 패턴 분석; 데이터, 피팅 및 잔차 표시; 가시광선 스펙트럼 분석 결과." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig8.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 8"> 
그림 8. 위상판을 통해 투과된 실제 LG33 빔에 적용된 빔 강도 프로파일 피팅의 예시로, 원본 데이터(왼쪽), 피팅 결과(중앙) 및 피팅 잔차(오른쪽)를 비교하여 나타낸 것. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50564/50564fig8large.jpg" target="_blank"> 여기를 클릭하여 확대된 그림 보기</a>.
<img alt="Laguerre-Gaussian 빔 분석; 위치 대비 빔 반경 그래프; 데이터 피팅 비교; 광학 연구." fo:conten-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig9highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig9.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 9"> 
그림 9. 비교를 위해 가우시안 피팅을 함께 표시한 LG33 빔의 프로파일.
<img alt="측정 데이터, LG33 피팅, 수치 모델이 포함된 공동 스캔 그래프; PD 판독값 대 FSR 비교." fo:conten-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig10highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig10.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 10"> 
그림 10. 위상판에 의해 생성된 빔을 입사시켰을 때, 공동 길이에 따른 선형 공동의 투과 광출력. 0 및 1 FSR에서의 공진 피크는 목표로 하는 LG33 모드에 해당한다. 비교를 위해 이 지배적 모드에 대한 피팅 결과가 표시되어 있다(파란색 선). 빨간색 곡선은 표 2에 기술된 모드 함량을 기반으로 한 수치 모델의 결과이다. 삽입도에는 공동에 의해 필터링되어야 할 불필요한 빔들의 사진이 나와 있다.
<img alt="3D 지형 높이 맵, 색상 코딩 데이터, 나노구조 분석, 다이어그램으로 시각화됨." fo:conten-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50564/50564fig11highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50564/50564fig11.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 11"> 
그림 11. Advanced LIGO 광학 거울 중 하나의 거울 표면 맵 예시 19.
<img alt="빔 프로파일 분석; LG33 피팅; 강도 분포; 광학 도식; 잔차 그래프." src="/files/ftp_upload/50564/50564fig12.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="그림 12"> 
그림 12. 선형 공진기를 통해 전송된 82.8 W LG33 빔의 강도 프로파일(왼쪽)과 피팅 잔차(오른쪽)의 비교.
<table border="1">
	<tbody >
		<tr >
			<td >p</td>
			<td >l</td>
			<td >0</td>
			<td >1</td>
			<td >2</td>
			<td >3</td>
			<td >4</td>
			<td >5</td>
			<td >6</td>
			<td >7</td>
			<td >8</td>
			<td >9</td>
		</tr >
		<tr >
			<td colspan="2" >0</td>
			<td >1.0</td>
			<td >2.8</td>
			<td >1.7</td>
			<td >2.0</td>
			<td >2.2</td>
			<td >2.5</td>
			<td >2.6</td>
			<td >3.1</td>
			<td >3.0</td>
			<td >3.2</td>
		</tr >
		<tr >
			<td colspan="2" >1</td>
			<td >1.7</td>
			<td >2.7</td>
			<td >2.2</td>
			<td >2.4</td>
			<td >2.6</td>
			<td >2.8</td>
			<td >2.9</td>
			<td >2.8</td>
			<td > </td>
			<td > </td>
		</tr >
		<tr >
			<td colspan="2" >2</td>
			<td >2.2</td>
			<td >2.4</td>
			<td >2.5</td>
			<td >2.7</td>
			<td >2.9</td>
			<td >3.0</td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
		</tr >
		<tr >
			<td colspan="2" >3</td>
			<td >2.5</td>
			<td >2.7</td>
			<td >2.8</td>
			<td >3.0</td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
		</tr >
		<tr >
			<td colspan="2" >4</td>
			<td >2.9</td>
			<td >3.0</td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
			<td > </td>
		</tr >
	</tbody >
</table >
표 1. 차수 9까지의 LG 모드에 대한 입력 HG00 빔 크기와 LGpl 위상 이미지 빔 크기 사이의 최적 비율.
<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>모드</td>
			<td>LG33</td>
			<td>LG63</td>
			<td>LG43</td>
			<td>LG53</td>
			<td>LG32</td>
			<td>LG62</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>검정력</td>
			<td>75%</td>
			<td>8%</td>
			<td>4%</td>
			<td>4%</td>
			<td>4%</td>
			<td>1%</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
표 2. 그림 10에 표시된 공동 스캔으로 설명된 모드 함량 분석.

중력파를 기반으로 한 새로운 유형의 천문학을 만들기 위해 대형 레이저 간섭계가 건설되고 있습니다. 다른 많은 고정밀 실험과 마찬가지로 민감도는 구성 요소의 원자 진동과 같은 기본적인 소음 한계에 접근하고 있습니다. 우리는 새로운 레이저 빔 모양을 사용하여 이러한 한계를 극복하기 위한 기술을 개척하고 있습니다.

고정밀 간섭에 대한 높은 순서 Laguerre-가우스 광학 빔의 생성

Thermal noise in high-reflectivity mirrors is a major impediment for several  types of high-precision interferometric experiments that aim to reach the  ...

본 절차의 전반적인 목표는 고정밀 간섭계에 사용하기 위해 고순도의 고차 래그(lag) 광학 빔을 생성하는 것입니다. 이는 먼저 공간 광 변조기(spatial light modulator) 모드 컨버터를 사용하여 기본 모드 광학 빔을 원하는 고차 또는 디(de) 모드로 변환하기 위한 최적의 위상 변환 패턴을 설계 및 프로토타이핑하고, 그 결과물을 바탕으로 위상판(phase plate) 컨버터를 제작함으로써 달성됩니다. 두 번째 단계는 제작된 위상판에 기본 모드 레이저 빔을 조사하여 저순도의 빔을 생성하는 것입니다.생성된 빔은 정밀하게 프로파일링되며, 렌즈를 통해 원하는 새로운 빔 파라미터에 맞춰 조정된 후 최종적으로 선형 모드 클리너 공진기로 입사됩니다. 다음으로, 선형 모드 클리너 공진기는 입사된 빔에 대한 모드 선택기로 작동합니다. 선형 모드 클리너를 락킹(locking)하면 잔류하는 불필요한 모드로부터 원하는 gilgo 모드를 분리하고 이를 제거함으로써, 생성된 빔의 전반적인 모드 순도를 최종적으로 높일 수 있습니다.마지막 단계는 전체 규모 검출기에서 Lega GARS 모드의 원하는 성능을 구현하는 데 필요한 거울을 설계하는 것입니다. 이는 검출기의 하위 시스템을 시뮬레이션하고, 원하는 성능이 달성될 때까지 거울 표면의 특정 형상을 조정함으로써 이루어집니다. 최종적으로, 생성된 빔의 강도 프로파일을 분석하여 그 순도를 평가합니다.기존 방법과 비교하여 이 기술의 주요 장점은 안정적인 고순도 빔을 생성할 수 있다는 점입니다. 이는 실험 설정 내에서 높은 수준의 적응성을 가능하게 합니다. 이 방법은 고정밀 간섭 측정 수행 능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 재료 가공 현미경, 모션 센서, 생물학 등 과학의 모든 분야에 적용될 수 있습니다.우리는 위상판(phase plate)과 공간 광 변조기(spatial light modulator)를 이용한 모드 변환에 관한 문헌을 읽은 후 이 방법의 아이디어를 얻었습니다. 우리는 모드 정화(mode cleaning) 기술을 적용하면 이러한 방식으로 생성하는 모드의 순도를 크게 향상시킬 수 있다는 점을 즉시 깨달았습니다. 이 기술이 개발된 이후, 중력파 검출 분야의 연구자들은 실험 장치에서 Laguerre-Gaussian 빔의 응용 가능성을 탐구할 수 있게 되었습니다.대규모 간섭계 프로토타입과 고출력 레이저 시스템을 사용하는 중력파 간섭계의 대표적인 사례로서, 첫 번째 단계는 노이즈가 적고 출력이 안정화된 순수한 기본 모드 가우시안 빔을 생성하는 것입니다. 이 설정에 관한 자세한 내용은 원고에 기술되어 있습니다. 실시간 이미지 분석 소프트웨어가 탑재된 빔 프로파일러를 사용하여 광 경로를 따라 빔 반경을 측정하고 최소 10개의 데이터 지점을 수집하십시오. 측정된 반경을 피팅하여 빔 웨이스트의 크기와 위치를 추출하십시오.다음으로, 빔 허리(beam waist)의 크기와 위치를 재조정하기 위해 광로를 따라 렌즈를 선택하여 배치합니다. 반사형 공간 광 변조기(spatial light modulator)의 정렬을 돕기 위해 빔 허리 위치에 배치된 공간 광 변조기로 빔을 유도합니다. 생성된 빔의 난시(astigmatism)를 방지하기 위해 입사각을 5° 이하로 조정합니다.이제 전용 컴퓨터 프로그램을 사용하여 원하는 더 높은 또는 더 큰 GU 빔의 위상 프로파일을 공간 광 변조기 액정 디스플레이에 적용하십시오. 여기 보이는 것은 이번 실험에서 생성할 AL 33 모드의 위상 변조 프로파일입니다. 이것은 공간 광 변조기에 나타나는 이미지입니다. 편광판으로 관찰하며, 입사 빔의 크기에 따라 적절한 위상을 선택하십시오.패턴 크기는 이제 공간 광 변조기의 위상 프로파일에 블레이징 구조를 중첩시킵니다. 왼쪽 하단의 삽입도는 처음에 위상 변환 패턴만 적용되었을 때의 빔을 보여주며, 오른쪽에는 위상 프로파일에 블레이징 패턴을 적용하여 레고 프로파일이 적용된 빛이 적용되지 않은 빛과 분리되는 모습을 보여줍니다. 1차 회절각이 빔의 발산각보다 더 커지도록 블레이징 각도를 최적화합니다. 최적 변환 패턴의 데이터를 사용하여 공간 광 변조기를 대체할 위상판을 제작하십시오.변환될 입사 기본 모드 빔의 웨이스트(waist) 위치에 위상판을 배치하는 것이 편리합니다. 정렬을 돕기 위해 위상판 뒤에 CCD 카메라를 설치하십시오. 카메라 출력을 모니터링하며 위상판이 초기 빔에 수직이 되고, 빔이 위상 구조의 중심에 오도록 정밀하게 정렬하십시오.빔 카드를 사용하여 위상판을 통해 투과된 빔의 위치를 결정합니다. 고차 회절 차수들이 충분히 분리되도록 조정하십시오. 분리가 완료되면, 주 회절 차수에 중심을 둔 조리개를 사용하여 고차 빔들을 차단하십시오.조리개가 원하는 결과를 내는지 확인하십시오. 레고(leggos) 빔이 주입될 위치에 모드 클리너 공동(mode cleaner cavity)을 구성하여 진행하십시오. 공동에 사용할 거울을 선택하십시오.이들을 지지할 강성 스페이서를 선택하고, 공동 길이를 미세하게 조정할 수 있도록 압전 링 소자를 준비합니다. 스페이서에 거울을 부착하고, 모드 클리너 공동이 배치된 상태에서 거울 하나와 스페이서 사이에 압전 링 소자를 삽입하여 기하학적 구조를 정의합니다. 위상판에서 생성된 빔을 공동의 모드에 맞추어 모드 매칭을 수행하고, 빔 경로를 따라 서로 다른 위치에서 CCD 카메라로 강도 분포를 기록하여 레게-가우스(Laguerre-Gaussian) 빔의 프로파일을 분석합니다. 레게-가우스 빔의 프로파일을 분석하기 위해 빔 경로의 다양한 지점에서 CCD 카메라로 강도 분포를 기록합니다.렌즈를 배치하고 최적의 빔 크기와 위치를 찾을 때까지 측정을 반복하십시오. 이제 피에조 전기 결정을 사용하여 거울을 이동시켜 공동 길이를 변경하십시오. 모니터에 나타나는 투과 빔을 관찰하면서 공동 내부로 주입되는 빔의 정렬을 최적화하십시오.노란색 추적으로 표시된 공동 길이에 따른 모드 클리너 투과광의 측정값(빨간색 추적으로 표시)을 사용하여 위상판에 의해 생성된 Leggo 빔의 모드 함량을 조사하였습니다. 이제 CCD 이미지를 더 자세히 살펴보고 기생 모드를 식별하십시오. 여기서는 기생 모드의 피크를 통과할 때의 빔 프로파일을 보여줍니다.포토다이오드 신호를 사용하여 이러한 모드들의 세기를 평가하고 전체 빔의 정확한 모드 함량을 계산하십시오. 측정 결과와 정확한 모드 함량은 여기에서 보여주는 것과 같이 수치 시뮬레이션을 통해 재현하고 비교할 수 있습니다. 이어서 제어 루프를 작동시켜 공동 길이를 메인에 고정하고, CCD 카메라로 공동을 통해 투과된 결과 빔의 프로파일 이미지를 기록하여 생성된 빔을 진단하십시오.레이저 출력계를 사용하여 Leggo 빔의 출력을 측정하십시오. Leggo 빔은 대부분의 상용 장비의 감지 영역 크기를 초과할 수 있으므로 클리핑(clipping)이 발생하지 않도록 주의해야 합니다. 빔 강도를 측정하려면 CCD 카메라를 사용하십시오. 피팅 루틴을 적용하여 이론적 빔 프로파일 파일의 파라미터를 구하십시오.이론적 진폭 분포와 측정된 진폭 분포의 내적 제곱을 계산하여 빔의 순도를 평가하십시오. Advanced LIGO와 같은 대규모 간섭계 실험에 사용되는 거울은 고차 AL 모드보다 기본 모드 사용을 위해 설계된, 극도로 매끄러운 최첨단 광학 부품입니다. 고차 AL 모드의 경우 시뮬레이션을 통해 결정되는 더욱 엄격한 요구 사항이 필요합니다.먼저 시뮬레이션 도구를 선택하십시오. 이 영상에서는 Finesse를 사용합니다. 여기에서는 fbri 페로 arm 공동이 포함된 고급 LIGO 이중 재순환 마이켈슨 간섭계가 모델링되었습니다.모델의 finesse 입력을 준비한 후, 기본 모드 빔으로 테스트하여 신뢰성을 검증하십시오. LG 33 모드에 맞게 finesse 파일을 수정하십시오. 이때 기본 모드와 유사한 빔 크기가 되도록 설정을 변경하는 것에 유의하십시오.이 빔들을 사용하여 테스트를 반복하십시오. 결과는 기본 모드의 결과와 매우 유사해야 합니다. 이제 공동 거울의 표면 형상에 관한 데이터를 포함하여 실제적인 간섭계 모델을 설정하십시오.hermit Gaussian zero zero 모드와 고차 legian 모드의 성능을 조사하고 비교하십시오(예: dark port에서의 전장 검출). 고차 모드는 성능이 더 낮을 것으로 예상됩니다. 모드 퇴화(mode degeneracy)로 인해 왜곡된 빔이 발생하며, 이는 검출 포트로 누설됩니다. 이 모델에 존재하는 퇴화 효과를 조사하기 위해 퇴화의 원인이 되는 fbri Perot 암 공동(arm cavities)을 시뮬레이션하십시오.이러한 시뮬레이션 데이터를 사용하여 순환 빔의 원치 않는 모드와 주파수 분할 현상을 식별하십시오. 비디오의 이 부분에서는 왼쪽 하단에 거울 표면 맵이 표시되고, 오른쪽 하단에는 Zernike 다항식 내용이 표시됩니다. 입력 빔과 동일한 차수의 모드 사이에 상당한 결합을 유발하는 거울 표면 형상을 조정하여 순환 빔의 순도를 높입니다. 빔 프로파일은 왼쪽 상단에, 빔 전력은 오른쪽 상단에 표시됩니다.이 경우, 순환 모드의 순도가 최종적으로 99%에 도달합니다. 최종 미러 맵은 레고스(leggos) 모드에 필요한 미러 요구 사항을 나타내며, 전체 규모 간섭계 시뮬레이션에서 성능 개선을 테스트하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 시스템의 입력으로 사용되어 Legge-Gauss 3,3 빔으로 성공적으로 변환된 기본 모드 빔의 강도 프로파일입니다.참고 문헌 21에 게시된 결과를 보여주는 여기 예시에서, 이 방법을 사용하여 82.8 watts의 출력과 96% 순도를 가진 lagals three three 빔이 생성되었습니다. 이 빔의 순도 수준은 해당 모드의 피팅 잔차(fit residuals)를 나타낸 이 그래프에서 확인할 수 있습니다.이 기술을 완전히 익히면, 장치의 설계부터 완성까지 적절하게 수행했을 때 몇 주 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도할 때는 설계와 실험 설정의 예비 재구성, 그리고 광학 부품의 선택과 품질에 각별한 주의를 기울여야 합니다. 일반적으로 이 방법이 처음인 사람은 장치의 고차 모드 섹션의 설계, 특성 분석 및 정렬 과정에서 어려움을 겪게 됩니다.이 영상을 시청한 후에는 고정밀 간섭계에 사용되는 가우스 모드와 같은 고차 모드를 생성하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 레이저 작동 시 매우 위험할 수 있으므로, 이 절차를 수행하는 동안에는 반드시 인증된 레이저 안전 고글을 착용하는 등의 예방 조치를 취해야 한다는 점을 잊지 마십시오.

the-generation-higher-order-laguerre-gauss-optical-beams-for-high

Research

연구

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Engineering

공학

레이저 axotomy 시간 - 저속 영상 뒤에 것은 분석의 돌연변이의 효과를 민감한...

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저비용, 섬유 결합 및 공기 간격 Fabry-Pérot Etalon 제작

이 논문은 역동적이고 보트 모양의 광동 트랩을 사용하여 공기 중 큰 금속 입자를 장기간 안정적으로 포획하고 정확한 위치를 파악하는 실험적 방법을 설명합니다. 이 시스템은 플라즈모닉 상호작용 연구에 적합한 제어된 조작을 가능하게 합니다.

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고정밀 간섭에 대한 높은 순서 Laguerre-가우스 광학 빔의 생성

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