主题:请教,关于光子的成像 -- 桥上

大河奔流 导读 复 6 阅 3826

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2019-06-03 09:24:48
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diamond
diamond`56118`http://picture.cchere.com/0,1202/56118_19061608.gif`70`11479`46236`371314`正三品:金紫光禄大夫|冠军大将军`2010-05-05 06:35:05`
试着简单说两句吧 63

一,这个技术属于某种超高速摄影,并非记录光子的运动轨迹本身,而是让光子和测量对象发生作用,然后接收带有被测信息的光子,从而解算出被测量。所谓“成功捕获到光子的运动”,实际上是指“成功观测到光子(由被测量引起)的变化”,文字表达上的问题。

这个不违反不确定性原理,即便是真的测出光子的轨迹,记得已经有实验室做到了拍摄光子在镜面间反射的动态图像,也不违反不确定性原理。不确定性原理是指不可能同时无限精确地测量某些物理量对子,比如位置和动量,时间和能量,单独测量位置并不会触碰不确定性原理。

二,一般意义上的激光是单频的,这也是激光最基本的特点之一。不过飞秒激光是个特殊的激光,名字起的有点迷惑性。它本质上是一个极短的电磁脉冲,宽度是飞秒量级。而一般的可见光的周期也是飞秒量级,这就意味着所谓光脉冲中甚至包含不到一个完整周期,这就不能用通常意义上的光去理解和对待了。作为对比,一个典型的可见光的光子含有几百万个周期。

如果学过傅立叶变换的话,可以知道,时域和频域是对偶的,时域里极短的脉冲,对应频域里极宽的频谱,脉冲越窄,频谱越宽,飞秒脉冲就是这样。通常的激光恰好相反,是连续发光的,时域范围极宽,于是频域范围极窄,就是所谓单一频率。

其实自激光诞生以来,就分为连续和脉冲两个流派,世界上第一台激光器是脉冲的,连续激光是后来才出现的。当脉冲比较长时,秒量级,毫秒量级,微秒量级,可以当做短暂的连续激光对待。而当脉冲变窄到皮秒,甚至飞秒量级的时候,脉冲宽度和光波的周期处于同一量级,甚至更短的时候,就会发生天翻地覆的变化,这时的脉冲激光就不再是短暂的连续激光了,而是变成完全不同的另外一种存在了,其性质可以用来做很多有趣的事情,比如文中的超高速摄影。

三,从通俗意义上,你不妨把这种东西理解为闪光灯,一种发光时间极短的闪光灯,就像迪斯科舞厅里的快闪灯,连续闪动的灯光之下,舞者的动作看上去变成了一帧一帧跳动的图像。抛开物理过程不论,效果大致如此。


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通宝推:青颍路,崇山彩云,桥上,陈王奋起挥黄钺,宏寺,白玉老虎,
2019-06-03 09:24:48

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