【基本】波の重ね合わせ

レーザーは位相の揃った電磁波であるため、複数が重なり合うと干渉します。その様子を下図に示します(イメージ図です)。青で示した波に対して、緑で示した波が空間的に移動しているとします。この時、波の重ね合わせは加法で求められ、赤線の波のようになります。ある地点(マーカーで記した0の位置)で、振幅が大きくなったり小さくなったりしています。青と緑の波が同位相の時は強め合い、位相が180°ずれると弱めあいます。このような現象が干渉です。

このような干渉は様々な分野で用いられています。空間的、時間的に強弱をつけられますので、干渉現象をうまく利用した大面積のオンデマンド微細加工があります。また、計測の分野では、光の波長を基準にできるため高精度な測定が可能となる干渉計として利用されています。

このアニメーションgifは、julia言語を用い以下のコードで作成しました。

using Plots
import ProgressMeter
gr(size=(1000,600))
n = 100  
prog = ProgressMeter.Progress(n,1)
i = -2π*5:0.3:2π*5
anim = @animate for t in 0:0.1:2π
    l = @layout [a;b;c]
    x0=zeros(1,length(t))
    x=[cos.(t)]
    y=[sin.(t)]
    global p = plot(xlims=(-30,30),ylims=(-2,2))
    global p = plot!(i, sin.(-i.+t), linecolor = "green", legend=:false)
    
    global q = plot(xlims=(-30,30),ylims=(-2,2))
    global q = plot!(i, sin.(-i), linecolor = "blue", legend=:false)
 
    global s = plot(xlims=(-30,30),ylims=(-2,2))
    global s = plot!(i, sin.(-i).+sin.(-i.+t), linecolor = "red", legend=:false)
    global s = plot!(x0, y, marker=:circle, legend=:false)
    
    
    plot(q, p, s, layout = l, link=:x)
    ProgressMeter.next!(prog)
end
fps = 20
filename = "plot.gif"
gif(anim, filename, fps = fps)

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です