¿Qué sucede cuando una luz coherente muy brillante y una luz de fondo incoherente más débil pasa a través de rejillas de difracción doblemente en cascada?

La difracción doble es cuando un haz de luz pasa a través de una rejilla con una distancia D1 entre las crestas y luego pasa a través de una rejilla con una distancia D2. En otras palabras, el producto de dos transformadas de Fourier en el dominio de la frecuencia es equivalente a la convolución de las dos integrales de Fourier en el dominio del tiempo.

Si hacemos coincidir la longitud de coherencia espacial para una longitud de onda dada con el espacio entre las crestas de rejilla de difracción, ¿cuál es la intensidad de la imagen después de pasar por dos rejillas de difracción en cascada, cada una con un espacio distinto entre las crestas de rejilla?

La razón por la que hago esta pregunta es para examinar la mejor combinación lineal de 2 rejillas de difracción en cascada donde las 2 rejillas de difracción únicas se centran alrededor de 2 de los colores primarios, rojo, verde y azul. Por ejemplo, supongamos que queremos filtrar un puntero láser naranja en el campo lejano (es decir, 100 metros) para proteger la visión del piloto del puntero láser naranja o del puntero láser de doble longitud de onda al despegar o aterrizar.

Cada una de las rejillas de difracción se centraría en una longitud de onda de luz visible fija. ¿Sería necesario que una de las rejillas de difracción en cascada se centre alrededor de una longitud de onda de luz visible variable que aproveche el efecto Pockels donde un campo eléctrico variable modula el comportamiento electroóptico del radio de apertura de la rejilla de difracción?

Disculpe mi uso novato de la terminología y sugiera cómo debería modificar mi presentación si tiene tiempo.

El Dr. Chih-Hsien Jason Lin, Ph.D y el Dr. Yu-wha Lo, Ph.D de la Cornell Research Foundation presentaron la Patente de los Estados Unidos 5760960 A, "Holografía autoinducida en cascada", en junio de 1998, que aprovecha el experimento de Interferencia de Young con rejillas de difracción. Esta excelente investigación se puede utilizar para desviar y filtrar los rayos del puntero láser en la región de luz visible. Cambridge University Press publicó un libro, coherencia óptica y óptica cuántica, por el profesor Leonard Mandel y el profesor Emil Wolf de la Universidad de Rochester, que analizaba al mismo tiempo la compleja función de coherencia espacial del experimento de interferencia de dos rendijas de Young utilizando integrales de Fourier. Las páginas 171 a la página 176 de este libro seminal abordan directamente el análisis de la coherencia espacial y los filtros ópticos para el experimento de interferencia de dos rendijas de Young

La figura 2 ilustra que el tamaño de la región opaca central 40 define un área de exposición objetivo 76 sobre el sustrato 60 sombreando el área objetivo 40 de la iluminación directa por la fuente de luz 72. Esto permite solo los patrones de interferencia de los pares de rejillas en cascada. 56 y 58 para alcanzar el área objetivo 76. Preferiblemente, el tamaño del área objetivo 76 puede ser de unos pocos milímetros a un centímetro cuadrado, y es comparable al tamaño de exposición para un paso a paso óptico ".

"La luz monocromática polarizada linealmente de la fuente de luz 72 indicada en 80 se difracta primero por la primera y la tercera rejilla de la máscara 44, 50 en la superficie superior de la máscara 10. La mayor parte de la energía del fotón está contenida en los haces de difracción de primer orden etiquetados como +1 a la derecha y -1 a la izquierda. Otros haces difractivos y los haces transmitidos de orden cero no se muestran en la figura 2 porque no juegan un papel en la formación de rejilla final. Cuando la difracción +1 y -1 los haces alcanzan las rejillas de máscara segunda y cuarta 48 y 54 en la parte inferior de la máscara 10, se generan dos nuevos haces difractados etiquetados como +2 y -2. Como se muestra en la figura 2, el área objetivo 76 es el área donde solo los rayos +2 y -2 deseados pueden interferir, exponiendo así una rejilla 90 que tiene un período de aproximadamente 1/4 de los períodos en las rejillas de máscara 44, 48,50 y 54. "

Grover A. Swartzlander escribió en 2000 en el artículo adjunto, "Mirando hacia la oscuridad con un filtro espacial de vórtice", al final de esta pregunta que "A veces es deseable atenuar el intenso resplandor de un haz de luz brillante y coherente para mejorar el detección de una señal de fondo incoherente o una fuente débil casi colineal ". Me gustaría extender esta investigación para proteger a los pilotos de las líneas aéreas de los efectos de los punteros láser que brillan desde el suelo en los aviones al despegar y aterrizar. La razón por la que deseo mejorar la detección de una señal de fondo incoherente más débil es para visualizar esta señal en una pantalla transparente plana.

$n=0, \pm 1, \pm 2, \ldots$

$\theta$$\sin\theta=n\lambda/d$$d$$\lambda$$\theta$$n$, significa que ese orden de difracción no existe.

No hay tal cosa como "centrado en una longitud de onda particular" para una rejilla. Como máximo, puede haber "optimizado para una longitud de onda particular" en el sentido de que la relación entre las intensidades de los órdenes de difracción tiene un valor particular para una longitud de onda particular.

Se puede diseñar una rejilla de manera que se suprima el orden cero, como en la imagen a continuación. Generalmente, una supresión alta solo es posible para una combinación de ángulo de longitud de onda única. En esta imagen, el ángulo incidente es de 0 grados (incidencia normal).

$n=-1$$n=\pm 1$, aproximadamente duplica la posibilidad de que un rayo aleatorio golpee al piloto y cualquier golpe será a la mitad de la intensidad original.

$n=\pm1$$d_1$$d_2$$\theta_1$$\theta_2$

Ahora, puede organizar las rejillas de tal manera que coloque algún objeto (tal vez una tercera rejilla) en el lugar donde se cruzan las vigas B1b y B2a. Dependiendo de la longitud de onda exacta y las longitudes de camino de los dos caminos, los haces pueden interferir destructiva o constructivamente. La patente y el documento al que se refiere son similares. Debe tener en cuenta que en tales aplicaciones, el ángulo incidente del haz incidente en la primera rejilla y las distancias entre las rejillas y la posición del detector deben estar exactamente dentro de una fracción de la longitud de onda; de lo contrario no funcionará. Para la aplicación que tiene en mente (cabinas de aviones), este no es el camino a seguir. Tenga en cuenta que "luz de fondo" y "luz de primer plano" es una distinción subjetiva. Todo lo que importa para la rejilla es el ángulo,

Además, si reemplaza las ventanas de la cabina por rejillas de difracción, la luz del horizonte y la pista de aterrizaje también se difractarán y hará que sea casi imposible ver objetos en el exterior.

Si desea proteger a un piloto contra los punteros láser de alta potencia más comunes (longitud de onda de 532 nm), debe usar espejos dieléctricos como filtros. Dichos espejos tienen un revestimiento que es una pila de capas delgadas, ajustadas para reflejar la luz de una determinada longitud de onda. Esquemáticamente:

$\alpha$