Внутренний мир светового луча

1. Внутренний мир светового луча

2.

x
2b0
r
y
zR
z

3.

z
b = m
y
x

4.

Вихревой
v(r) пучок,
v(r) ~ r–1
Твердое
тело,
v(r) ~ r
Пучок можно уподобить
механическому телу, но не
твердому, а текучему.
Распределение скоростей по
сечению такое же, как в вихрях
другого происхождения (торнадо,
магнитное поле тока, ...)
b
0.4b
0.2
b
0.8b
0.6b

5.

Телекамера
Светофильтр
Частицы керамики в керосине, CuO в воде,
стеклянные и тефлоновые частицы, взвешенные в
различных жидкостях
Окуляр
Пучок
Объектив
микроскопа
Ячейка
Освещение
2 mm

6.

7.

Многие пучки при распространении сохраняют структуру,
происходит только увеличение размера и поворот.
В фиксированном сечении форма
неподвижна, пучок вращается по мере распространения

8.

Фотонные кристаллы
Опал
Крылья бабочки

9.

Periodic photonic structures
Yablonovitch, PRL 58, 2059 (1987); John, PRL 58, 2486 (1987)
Manipulation and control of light in the direction of periodicity

10.

Photonic Crystals:
cavities and waveguides
Light propagates
through sharp corners !!

11.

CUDOS concept of a photonic chip
http://www.cudos.org.au/
Use nonlinear photonic structures to control light with light
• Tunable separation and recombination of spectral components
• Variable delays, spatial switching of pulses

12.

Waveguide + defect coupling
•How can we use optical
resonators to control light?
1 mm
•Interference between different photon pathways
•Bandwidth modulation with small refractive index
variation (dn/n<10-4)

13.

Positive vs. negative refraction

14. Periodic photonic structures

Right- and left-handed water

15. Photonic Crystals: cavities and waveguides

Examples of metamaterials

16. CUDOS concept of a photonic chip

Optical metamaterials
• Fishnet structure: Nature (2008)
• Split-ring resonators: Nature Materials (2008)

17.

Principle of invisibility cloak
• Guide light around the object, so that it appears
on the other side of the object unperturbed.