구스-한첸 효과

구스-구스의 물리학을 보여주는 레이 다이어그램헨첸 효과

더 구스-헨첸 효과(Henchen effect, Hermann Fritz Gustav Goos (1883년– 1968년)^[1]와 힐다 헨첸 (1919년– 2013년)의 이름을 따서 명명된 광학 현상으로, 내부적으로 완전히 반사되었을 때 선형 편광된 빛이 작은 횡방향 이동을 겪는다. 이동은 사건 및 반사 빔을 포함하는 평면의 전파 방향과 수직이다. 이 효과는 임베르트-페도로프 효과의 선형 양극화 아날로그다.

이 효과는 유한 크기 빔의 반사가 평균 전파 방향에 가로지르는 선을 따라 간섭하기 때문에 발생한다. 그림에서 보듯이 발생 각도는 약간 다르지만 주파수나 파장은 같은 두 개의 평면파의 중첩은 다음과 같이 주어진다.

${\displaystyle \mathbf {\underline {E}} (x,z,t)=\mathbf {\underline {E}} ^{TE/TM}\left(e^{j\mathbf {k} _{1}\cdot \mathbf {r} }+e^{j\mathbf {k} _{2}\cdot \mathbf {r} }\right)\cdot e^{-j\omega t}}$

어디에

${\displaystyle \mathbf {k} _{1}=k\left(\cos {\left(\theta \{0}+\Delta \delta \right)}\mathbf {hat\{z}}$

그리고

${\displaystyle \mathbf {k} _{2}=k\left(\cos {\left(\theta \delta \right)}\mathbf {\data \delta \the \right}\mathbf {hat}$

와 함께

${\displaystyle k}$= ${\displaystyle \Omega \begin{array}{c}\frac{}{}\end{array}}$ ${\displaystyle \begin{array}{c}\frac{c}{}\end{array}}$ ${\displaystyle {n\mathrm{}}_{}}$${\displaystyle \begin{array}{c}1\end{array}{}_{}}${\$displaystyle k={\$displaystyle $k={\frac {\omega }{c}\end{n1$}{$1}.$

두 파장은 평균 전파 방향에 가로로 간섭 패턴을 생성한다는 것을 알 수 있다.

${\displaystyle \mathbf {k} _{0}=k\left(\coses {\theta_{0}}\mathbf {\x}}+\sin{0}\mathbf {\z}\right)}$

그리고${\displaystyle }$(${\displaystyle y}$,${\displaystyle z}$ ) ${\displaystyle (y,z)}$ 평면을$$ 따라 인터페이스에 위치한다.

두 파장은 표면에서 반사되어 상이이변이 달라서 유한 빔의 횡방향 이동으로 이어진다. 따라서, 구스-헨첸 효과는 일관성 현상이다.

이러한 효과는 예를 들어 나노포토닉 어플리케이션의 맥락에서 과학 연구의 주제가 되고 있다. 부정적인 구스-Henchen 시프트는 Wild와 Giles에 의해 보여졌다.^[2] 생물학적 분자의 민감한 검출은 Gus-s 측정을 기반으로 달성된다.횡방향 변화의 신호가 표적 분자의 농도와 선형 관계에 있는 Henchen shift.^[3] Merano 외 연구진의 연구는 Gus-를 연구했다.^[4]826 nm의 금속 표면(금)에서 반사되는 광학 빔의 경우 Henchen 효과 실험. 그들은 p-극화 발생 평면에서 반사 빔의 실질적이고 부정적인 측면 이동을 보고하고 s-극화 사례에서 더 작고 긍정적인 이동을 보고한다.

거대한 구스-헨헨 시프트의 세대 및 관련 애플리케이션

물과 공기의 Total 내부반사인터페이스에서 측면 위치 구스-헨첸 시프트의 값은 5~10μm에 불과해 실험적으로 측정하기 매우 어려운 것으로 알려져 있다.^[5][6] 최대 100μm의 거대한 구스-헨첸 시프트를 생성하기 위해 금속/유전체 간 접점을 기반으로 표면 플라스몬 공명 기술을 적용했다.^[7][8][9] 금속 표면의 전자는 특정 흥분 조건 하에서 광파에 강하게 공명한다. 그 빛은 금속 나노구조에 완전히 흡수되어 공명각의 극한 암흑점을 만들어 낸다. 따라서, 완전히 내부적으로 반사된 인터페이스에서 이 단일한 암흑점에 의해 거대한 구스-헨첸 위치 이동이 생성된다.^[10] 이 거대한 구스-헨헨 시프트는 생물학적 분자의 매우 민감한 검출뿐만 아니라 양자 정보 처리와 통신에 중요한 포토닉 스핀 홀 효과의 관찰에도 적용되었다.^[11][12]

참조

• 프레데리크 드 포넬(Frederique de Fornel, Evanescent Waves): 뉴턴 광학에서 원자 광학으로, 스프링거(2001), 페이지 12–18.
• F. 구스와 H. 헨첸, 아인 노이어와 근본주의자 베르수치 주르 토탈레플렉시온, 앤. 물리적 (436) 7–8, 333–346(1947) doi:10.1002/andp.194360704
• M. 델가도와 E. 델가도, 인터페이스 기하학적 모델에 의한 총 반사 설정 평가. Optik – 국제 조명 및 전자 광학 저널, 제113권, 번호 12, 2003년 3월, 페이지 520–526(7)