מה אני חוקר – 2.5 – לראות דרך ערפל!

 לבסוף נרצה לקיים את ההבטחה, ולהצליח לשלוח אור דרך תווך מורכב, כך שבצד השני שלו יהיה פוקוס! כדי לבצע את זה נחזור ליסודות. בפוסט הראשון דיברנו על כך שהמעבר דרך התווך הוא תהליך ליניארי. אם כן, נניח כי אנחנו רוצים לפקס את האור בנקודה P (ראו איור למטה). נוכל לחשוב על השדה בנקודה הזו כסכום של שדות שנובע מפגיעה בכל אחד מהפיקסלים של הSLM.

נקבע את הפאזה של כל הפיקסלים בSLM למעט פיקסל בודד, ונסרוק את הפאזה שלו בין 0 ל2 פאי. כפי שלמדנו בפוסט קודם, כאשר נמדוד את העצמה, אז נקבל שהעצמה בנקודה P כתלות בפאזה תהיה בצורה של cos, מההתאבכות של שני החלקים של השדה. נבחר את נקודת המקסימום. ציורית ניתן לדמיין שני וקטורים (חצים) שמחוברים "ראש לזנב", כאשר שינוי הפאזה גורם לסיבוב של אחד ביחס לשני. העצמה המקסימלית תתקבל כאשר שני החיצים מצביעים לאותו הכיוון.

כעת נכליל: נעבור פיקסל פיקסל, ובכל פעם נסרוק את הפאזה שלו ביחס לכל האחרים כאשר בכל פעם נבחר את הפאזה שתיתן מקסימום עצמה. בסופו של התהליך כל החיצים יצביעו לאותו הכיוון ונקבל פוקוס ממוקד בנקודה P! (התמונות באיור הן ממש מתוך ניסוי שלי במעבדה!) שימו לב שלא חישבנו כאן במפורש את מטריצת המעבר וביצענו מניפולציות מורכבות, אלא רק ניצלנו את העובדה הפשוטה שהתהליך הוא בקירוב טוב ליניארי.

מזל טוב! בשנת 2007 Allard Mosk ו-Ivo Vellekoop פרסמו את המאמר הראשון שהדגים פיקוס בדיוק באופן כזה, ופתחו את השער לתחום שלם שנקרא wavefront shaping. במחקרים שלי אנחנו לוקחים רעיונות שלקוחים מתחום הwavefront shaping הקלאסי, ולוקחים אותם לעולם הקוונטי. בפוסט הבא נספר על שימוש אחרון נוסף ל-SLM שרלוונטי למחקר שלי, ואז נעבור לדבר על קוונטים!