Tuoreessa tutkimuksessa osoitettiin satunnaisen valon saavan ylimääräisen vaihetekijän, niin sanotun geometrisen vaiheen, kun valon värähtelysuuntaa (eli polarisaatiota) muutetaan ennalta määrätyllä tavalla.
Valo on sähkömagneettinen aalto, joka värähtelee jaksollisesti, ja valon vaihe viittaa tiettyyn kohtaan jakson aikana. Valo voi olla hyvin järjestäytynyttä, eli aallot värähtelevät tietyssä suunnassa, tai suuntaan voi liittyä satunnaisuutta.
Aiemmissa tutkimuksissa on osoitettu, että hyvin järjestäytyneen valon polarisaation muuttaminen aiheuttaa ylimääräisen vaiheen kertymisen. Tässä tutkimuksessa analyysi laajennettiin satunnaiseen valoon.
Muutoksia valon vaiheessa voidaan tutkia kokeellisesti interferometrillä, jonka toiminta perustuu valon jakamiseen ja uudelleenyhdistämiseen. Mittaustasoon muodostuvista valokuvioista voidaan määrittää vaiheessa tapahtunut muutos. Kokeessa valo jaettiin kahteen osaan, joista toinen kävi läpi värähtelytilan muutoksia palautuen lopulta alkuperäiseen tilaan. Valokuvioita vertaamalla vaihesiirto osoitettiin kokeellisesti.
Tutkimus auttaa ymmärtämään, miten satunnainen valo käyttäytyy ja laajentaa aiempaa tietoa, joka on keskittynyt järjestäytyneeseen valoon. Tulokset voivat olla hyödyllisiä esimerkiksi optisissa laitteissa, kuvantamisessa ja tietojenkäsittelyssä.
Lisätietoja:
Väitöskirjatutkija Kaisa Rantaeskola, p. 050 470 1439, anna-kaisa.rantaeskola@uef.fi
Artikkelin tiedot:
Kaisa Rantaeskola, Kimmo Saastamoinen, Andreas Norrman, Yahong Chen, Ari T. Friberg, and Tero Setälä. Pancharatnam’s connection and geometric phase of partially polarized light. Optica Vol. 12, Issue 1, pp. 62-68 (2025). DOI:10.1364/OPTICA.544338 https://doi.org/10.1364/OPTICA.544338
