阿拉果光学：行波的极大约束
综合物理
2018-05-18 v1
摘要
光学受限于“射线近似”——纳入波动性质会带来额外的现象与应用；干涉仪与衍射光栅即是此类非几何、物理光学的两种体现。顺便提及，有史以来最精确的测量（精度达 10^21 分之一，见于 2017 年诺贝尔获奖的引力波发现）正是借助干涉仪实现的。对介质性质的改良催生了负折射率超材料、完美成像、光隐身及其他超自然奇迹。对光子相位、关联、统计及与波长无关的相移的关注产生了奇点光学、量子光学与全纯性（anholonomy）。此处我们提出另一种可能，即“阿拉果光学”，通过沿器件边界策略性地部署关键性质来最大化器件效能。例如，在传统光源中，波在核心处产生最大强度；而在阿拉果光源中，中心强度最小或为零，但在边缘的绒毛状延伸带上最高。我们推断，对于给定的尺寸与能量输出，该辐射剖面在焦点处产生最高的能量集中，并实现波包的最大约束。类似地，当灵敏度在边缘最高而中心较低时，可获得极致的探测器分辨率。该概念超越超聚焦与高斯光束，但一般适用于呈现相长与相消干涉的“波”束。这一思想尤其适合于将几何与拓扑同电子及材料 fresh 地整合进实时波工程。
引用
@article{arxiv.1805.06770,
title = {Arago Optics: Maximal Confinement of Traveling Waves},
author = {Leizhi Wang and Michael Wescott and Ming Yin and David Tanner and Timir Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06770},
year = {2018}
}
备注
14 pages,5 figures