Time dependence of a quasi-monochromatic signal in the area of destructive two-beam interference of electromagnetic waves

Abstract

The time dependence of the total signal of two point dipole emitters of electromagnetic waves emitting the same quasi-monochromatic signals (two-beam interference) is considered. It is shown that the time dependence of the envelope of the total signal is close to the time dependence of the envelope of the signal of one emitter with an accuracy of up to a certain delay time. This delay time varies from the usual (geometric) delay time in the light bands of the interference field (the area of constructive interference) to a halved one compared to the geometric one in the dark bands (the area of destructive interference). At the intermediate points of the interference field, the delay time turns out to be complex, that is, the signal is not only shifted in time, but also distorted.

• two-beam interference
• group velocity
• Superluminal velocity
• prediction

Аннотация (на русском)

Временная зависимость квазимонохроматического сигнала в области деструктивной двухлучевой интерференции электромагнитных волн

Рассмотрена временная зависимость суммарного сигнала двух точечных дипольных излучателей электромагнитных волн, излучающих одинаковые квазимонохроматические сигналы (двухлучевая интерференция). Показано, что временная зависимость огибающей суммарного сигнала близка к временной зависимости огибающей сигнала одного излучателя с точностью до некоторого времени задержки. Это время задержки изменяется в пределах от обычного (геометрического) времени задержки на светлых полосах интерференционного поля (область конструктивной интерференции) до уменьшенного в два раза по сравнению с геометрическим на темных полосах (область деструктивной интерференции). В промежуточных точках интерференционного поля время задержки оказывается комплексным, то есть сигнал не только сдвинут во времени, но и искажен.

For citation

References

1. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. - 1979. Vinogradova M.B., Rudenko O.V., Sukhorukov A.P. Wave theory //Moscow: "Fizmatlit" Publisher. - 1979.
2. Ландсберг Г.С. Оптика. - 1976.
3. Исакович М.А. Общая акустика. - 1973.
4. Бухман Н.С. Временная зависимость квазимонохроматического сигнала в области деструктивной двухлучевой интерференции //Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2017. - Т. 60. - №. 5. - С. 467-480.
5. Бухман Н.С., Бухман С.В. Об отрицательном времени задержки узкополосного сигнала при прохождении через резонансный фильтр поглощения //Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2004. - Т. 47. - №. 1. - С. 75-84.
6. Бухман Н.С. О принципе причинности и сверхсветовых скоростях распространения сигналов //Радиотехника и электроника. - 2021. - Т. 66. - №. 3. - С. 209-225.
7. Бухман Н.С. О связи между запаздывающим и опережающим появлением импульса на выходе оптической системы //Оптика и спектроскопия. - 2004. - Т. 96. - №. 4. - С. 687-693.
8. Бухман Н.С. О скорости распространения частотно-модулированного волнового пакета в диспергирующей поглощающей среде //Оптика и спектроскопия. - 2004. - Т. 97. - №. 1. - С. 123-130.
9. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. - 1962.
10. Бухман Н.С. О комплексном времени задержки узкополосного сигнала при прохождении через резонансный фильтр //Известия высших учебных заведений. Радиофизика. - 2005. - Т. 48. - №. 8. - С. 711-718.
11. Бухман Н.С. Об искажении переднего фронта сигнала без несущей //Радиотехника и электроника. - 2016. - Т. 61. - №. 12. - С. 1148-1158.
12. Бухман Н.С. Об искажении переднего фронта квазимонохроматического сигнала в резонансно-поглощающей среде //Радиотехника и электроника. - 2019. - Т. 64. - №. 3. - С. 231-245.
13. Macke B., Ségard B. Simultaneous slow and fast light involving the Faraday effect //Physical Review A. - 2016. - Т. 94. - №. 4. - С. 043801.
14. Macke B., Ségard B. Propagation of light-pulses at a negative group-velocity //The European Physical Journal D-Atomic, Molecular, Optical and Plasma Physics. - 2003. - Т. 23. - С. 125-141.
15. Macke B., Ségard B. From Sommerfeld and Brillouin forerunners to optical precursors //Physical Review A. - 2013. - Т. 87. - №. 4. - С. 043830.
16. Macke B., Ségard B. On-resonance material fast light //Physical Review A. - 2018. - Т. 97. - №. 6. - С. 063830.
17. Бухман Н.С., Куликова А.В. О характере дисперсии показателя преломления вблизи уединенной спектральной линии //Радиотехника и электроника. - 2015. - Т. 60. - №. 5. - С. 535-535.