Сверхколебания - Superoscillation

Сверхколебания это явление, при котором сигнал, который ограниченный диапазон может содержать локальные сегменты, которые колеблются быстрее, чем его самый быстрый Компоненты Фурье. Идея изначально приписывается Якир Ааронов, и получил широкую известность благодаря работе Майкл Берри, который также отмечает, что подобный результат был известен Ингрид Добешис.[1][2].

В 2007 году Хуанг экспериментально обнаружил явление оптического сверхколебания в дифракционных картинах света, проходящего через квазипериодические массивы нанотверстий.[3]. Наблюдались оптические фокусы, намного меньшие дифракционного предела. Результаты соответствуют моделированию без исчезающих волн. [4]. В 2009 году Хуанг и др. Продолжили разработку теоретических моделей для разработки масок суперколебаний, которые могут обеспечивать экстремальную концентрацию света и визуализацию с произвольным разрешением. [5]. Практический метод построения сверхколебаний и обсуждение их потенциала для квантовой теории поля были даны Ахимом Кемпфом.[6] Хреммос и Фикиорис предложили метод построения суперколебаний, которые аппроксимируют желаемый полином с произвольной точностью в пределах заданного интервала.[7] В 2013 г. была продемонстрирована экспериментальная генерация бездифракционных сверхколебательных оптических пучков произвольной формы.[8] Два года спустя, в 2015 году, было экспериментально показано, что суперсолебания могут генерировать детали, которые во много раз меньше дифракционного предела. Эксперимент проводился с использованием видимого света, демонстрируя повышенное разрешение 35 нм.[9] Кемпф и Феррейра доказали[10] что суперколебания происходят за счет динамического диапазона, который должен экспоненциально увеличиваться с числом сверхколебаний и полиномиально с частотой сверхколебаний.

Формы сверхколебательных волн рассматриваются как возможный практический инструмент для инженерных приложений, таких как оптическое сверхразрешение, то есть разрешение за пределами дифракционного предела.[11][12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Берри М. В., 1994, «Быстрее, чем Фурье», в «Квантовая когерентность и реальность»; в честь 60-летия Якира Ааронова »(Дж. С. Анандан и Дж. Л. Сафко, ред.) World Scientific, Сингапур, стр. 55-65.
  2. ^ Берри, М. В .; Деннис, М. Р. (2009). «Естественные сверхколебания в монохроматических волнах в Dразмеры". Журнал физики A: математический и теоретический. 42 (2): 022003. Дои:10.1088/1751-8113/42/2/022003.
  3. ^ Хуанг, Фу Минь; Желудев, Николай; Чен, Ифан; Хавьер Гарсия Де Абахо, Ф. (2007). «Фокусировка света массивом наноотверстий». Письма по прикладной физике. 90 (9): 091119. arXiv:физика / 0611056. Bibcode:2007ApPhL..90i1119H. Дои:10.1063/1.2710775.
  4. ^ Хуанг, Фу Минь; Чен, Ифан; Гарсия Де Абахо, Ф. Хавьер; Желудев, Николай I. (2007). «Оптическое сверхразрешение за счет суперсолебаний» (PDF). Журнал оптики A: Чистая и прикладная оптика. 9 (9): S285 – S288. Дои:10.1088 / 1464-4258 / 9/9 / S01.
  5. ^ Хуанг, Фу Минь; Желудев, Николай I. (2009). «Сверхразрешение без неувядающих волн». Нано буквы. 9 (3): 1249–1254. arXiv:0812.0508. Bibcode:2009NanoL ... 9.1249H. Дои:10.1021 / nl9002014. PMID  19182908.
  6. ^ Кемпф, Ахим (2000). «Черные дыры, полосы и Бетховен». Журнал математической физики. 41 (4): 2360–2374. arXiv:gr-qc / 9907084. Bibcode:2000JMP .... 41.2360K. Дои:10.1063/1.533244.
  7. ^ http://iopscience.iop.org/1751-8121/48/26/265204/
  8. ^ Гринфилд, Элад; Шлей, Ран; Гурвиц, Илан; Немировский, Джонатан; Макрис, Константинос Г .; Сегев, Мордехай (2013). «Экспериментальная генерация бездифракционных сверхколебательных оптических пучков произвольной формы». Оптика Экспресс. 21 (11): 13425–13435. Bibcode:2013OExpr..2113425G. Дои:10.1364 / oe.21.013425. PMID  23736595.
  9. ^ Давид, Асаф; Гьонай, Бергин; Блау, Йохай; Долев, Шимон; Бартал, Гай (2015). «Наномасштабное формирование и фокусировка видимого света в планарных волноводах металл – оксид – кремний». Optica. 2 (12): 1045–1048. Дои:10.1364 / OPTICA.2.001045.
  10. ^ Ferreira, P.J.S.G .; Кемпф, А. (2006). «Сверхколебания: быстрее, чем скорость Найквиста» (PDF). Транзакции IEEE при обработке сигналов. 54 (10): 3732–3740. Bibcode:2006ITSP ... 54.3732F. Дои:10.1109 / TSP.2006.877642.
  11. ^ Thomson, Laura C .; Буассель, Янник; Уайт, Грэм; Яо, Эрик; Курсьяль, Йоханнес (2008). «Моделирование голографии сверхвысокого разрешения для оптического пинцета». Новый журнал физики. 10 (2): 023015. Bibcode:2008NJPh ... 10b3015T. Дои:10.1088/1367-2630/10/2/023015.
  12. ^ Желудев, Николай I. (2008). "Какой дифракционный предел?". Материалы Природы. 7 (6): 420–422. Bibcode:2008 НатМа ... 7..420Z. Дои:10.1038 / nmat2163. PMID  18497841.

внешняя ссылка