《谁能证明：标准波面的光若能汇集于一点，则它们的光程长度必然相等》 https://tieba.baidu.com/p/7692891691 。
6 楼
这是要把多个 光脉冲 合为同相位的一束光 ？ XDDongfang 陈彼方º
7 楼
这个问题 似乎 是 单个激光器 的 功率 的 瓶颈， 单个 “谐振腔” （谐振体） 无法产生更大功率 的 激光 。
让 多束 激光 谐振， 合为 一束 激光， 可以 突破 单个激光器 的 功率极限， 产生 更大 功率 的 激光 。
但 应该 思考 ： 如果 解锁了 这个技能， 会 带来 什么样 的 影响 ？
从 XDDongfang 透露 的 资料 来看， 共量子论 应该 比较 全面 的 揭示 了 光本性， 同时， 共量子论 应用了 大量 数学计算 和 复杂模型， 包括 三维空间 里 的 模型， 比如 三维空间 里 的 光子模型 ？（笑） 这些 理论内容 应该会 详细 的 描绘 出 光子 特性 。
拓变论 全科学理论体系 认为 “光子应该是光量子，量子是量子，粒子是粒子” ， 这也是 研究 光本性 的 一个 好的 思路 。
我以前写过一篇 《我对 量子力学 提出了一个 修正，名为 “K氏修正”》 https://tieba.baidu.com/p/6631549518 。
刚 想了一下 用 色散 来 进行 “时间移项” 的 过程， 其实 单色光 虽然 不能用 色散 来 达到 距离差， 但 和 色散类似， 对于 单色光，只要 让 1000 个 光脉冲 每一次 的 光的方向 稍微偏转一点（类似 色散）就行了呀， 接下来的技术和过程， 就和 利用色散来时间移相一样了
你会说，那要怎么让 每次 脉冲 的 光 偏转 ？ 机械 没有这个 反应速度 和 精度 。我说， 既然 我们现在都玩 飞米技术 飞秒技术 了，那显然，参与这个游戏 的 角色 也只能 是 这个 层面 的， 那就让 光子 来 控制 光子 吧 ！
让 一个 光子 碰撞 另一个 光子， 使 另一个 光子 改变 方向 。怎么碰撞 ？ 干涉 就是 碰撞 。 两束光 融合在一起会 产生 干涉条纹， 干涉条纹 就 意味 着 两束光 的 光子 让 对方 的 光子 改变 前进 方向 了 。
11 楼
回复 7 楼 dons222
你说 “所谓的移动法我是考虑过的，无论是平动还是转动在我所考虑过的模型中都无法实现--即交点上始终满足波前相位相同。”
用 色散 把 一束光 里 不同 颜色 的 光 分开摊平 获得 距离差， 对 这些 不同 颜色 的 光 移相， 让 它们 的 相位中心 重合 。 这些 不同颜色 的 光 最后 又要 合在一起，此时，它们 的 相位中心 重合 。
这些 不同颜色 的 光 是 通过 光栅 控制 其 行进方向 来 合为 一束光 。 但 到底 是 合为 一束光， 还是 集中 到 某个 交点（焦点） ？
不管 是 合为 一束光 还是 集中 到 某个 交点（焦点）， 一束 激光 分成 不同颜色 的 光 可以用 光栅 控制 光 的 方向 再 把 它们 合起来 ， 那 为什么 就 不能 把 1000 束 激光（脉冲） 也用 光栅 控制 方向 ， 把 1000 束 激光（脉冲） 也 合起来 呢 ？
先 用 光子 碰撞 光子， 让 1000 个 激光脉冲 的 行进方向 发生 偏转， 改变其 路径， 产生 距离差， 用 距离差 来 移相， 使得 1000 个 脉冲 的 相位中心 同步， 然后 把 1000 个 脉冲 合起来， 合为 一束光 。
"用 光子 碰撞 光子， 让 1000 个 激光脉冲 的 行进方向 发生 偏转" ， 这是 第一个 步骤， 是 我 提出来 的， 而 第二个 步骤 “把 1000 个 脉冲 合起来， 合为 一束光”， 这个 完全可以 和 色散移相 一样， 用 光栅 控制 偏转后的 1000 个 脉冲 的 行进方向 ， 把 1000 个 脉冲 合起来 。
dons222 一直 在讲 波阵面 、球面波、柱面波、平面波、椭球面波，无穷小点的发光源 、衍射极限 ……
看起来 dons222 还 抱着 惠更斯原理 这一类 模型， 惠更斯原理 是 很 老式 的 ， 大可不必 使用 。 使用 惠更斯原理 这一类 模型 会 让 事物 变得 复杂， 甚至 南辕北辙 。
所以 dons222 在 本帖 提出的 这个 定理， 思维机器 还 和 他 辩 得 津津有味， 实际上， 既然 都要 把 惠更斯原理 抛弃 了 ， 那 这个 定理 的 什么 “标准波面” 、“光程长度” 、“汇集于一点” 、“费马原理” 、“等效的真空光程 或 飞行时间” 、“必然相等” …… 全是 不知所云 。
这个 定理 就是 个 不知所云 。
我 以前写过 《用 双边干涉 来 计算 小孔衍射》 https://tieba.baidu.com/p/6245538427 。 当然， 这篇 文章 距离 认识 光 的 衍射 干涉 还有 一段 距离 。
用 惠更斯原理 或者 波动理论 无法解释 色散移相， 移相 让 不同 颜色（频率） 的 光 的 相位中心重合， 就是 让 它们 的 波峰 的 峰点 重合， 这样 叠加起来 可以得到 最大功率， 问题是， 对于 不同频率 的 “波” 来说， 它们 的 第一个 波峰 的 峰点 重合 了， 能 保证 后面 的 波峰 的 峰点 也 重合 吗 ？ 当然 不能 保证 。 除非 这些 波 的 频率 是 倍频 关系， 即 频率 是 某个 基频 的 整数倍， 就像 傅里叶级数 。
但 就算 是 傅里叶级数， 也只有 基波 的 波峰 的 峰点 能 和 所有 谐波（倍频） 的 峰点 重合， 除了 基波， 只有 频率 能 整除 的 两个 谐波 能 做到 一个 谐波 的 每一个 波峰 峰点 都 和 另一个 谐波 的 波峰 峰点 重合 。 频率 不能 整除 的 两个 谐波 不能 做到 一个 谐波 的 每一个 波峰 峰点 都 和 另一个 谐波 的 波峰 峰点 重合 。
关于 光子 的 碰撞（干涉）， 我 现在 可以 给出 一个 定理 ：
真空中， 只有 2 个 光子 a 、b， 光子 a 沿 直线 AB 前进， 光子 b 沿 直线 BC 前进， AB 、BC 相交于 C， AB 、BC 确定 一个平面 P 。 光子 a 和 光子 b 在 C 点 相遇， 发生 干涉， 干涉 后， a 、b 的 运动方向 都 发生 改变， 沿着 新 方向 继续 前进， a 、b 仍然 在 平面 P 上 。 通过 控制 a 、b （相遇）干涉 时 的 运动方向， 可以 准确 的 得到 干涉 后 a 、b 的 运动方向 。
这个 定理 称为 单光子干涉定理， 又名 光子碰撞定理 。
我 就 先 剧透 到 这， 更多 剧情， 就 看 共量子论 来 解密 。 XDDongfang
未来， 在 《K 量子论》 里， 我会 讲到 光 的 衍射 干涉 的 原理 和 理论模型， 当然， 只是 大体 的 原理 和 理论模型， 精细计算 和 深层性质 还是 看 共量子论 。
本来 我对 量子行为 、光 的 衍射 干涉 、电子波 、德布罗意波 ， 这些 我 想 的 也还 不太清楚， 也 不 急着 研究， 但 这次 dons222 在 这个 帖 里 提出了 问题， 而且 自从 认识 dons222 以来 的 这段时间， 他 经常 讲起 光学测量 、激光测量 、激光探伤 、X 光测量 、X 光探伤 ……
昨天 dons222 又 在 《漫画 《怪谈档案》 看到的 一道 数学题 和 一段 科学趣闻》 https://tieba.baidu.com/p/7685425731 2 楼 回复 说
“
可以了解下，现在认知物质结构的主要手段之一，主要是xrd(x射线衍射成像)、xrf(x射线荧光谱)、紫外-可见-红外光谱分析、太赫兹波谱分析、还有那种一定速度下的带电粒子在磁场里的回旋半径的仪器(好像就叫质谱仪)，还有一种电子衍射花样的分析方法比较有意思
”
这些 实在太有趣了， 把 我 的 灵感 激发 了 ， 把 量子行为 、光 的 衍射 干涉 、电子波 、德布罗意波 这些 串起来 了 。
虽说如此， 但 道路 还是 曲折 的， 夜晚， 我 望向 窗外 的 路灯， 路灯 很亮， 周围 的 光晕 里 看到 一格一格 的， 大概 是 路灯 本身 就是像 复眼一样 一格一格 的 构造 的 缘故 吧 。
但 路灯 一格一格 的 造成 光晕 也是 一格一格 的 ？
还有， 我在 《黎耀天 共量子 我拍了 几张照片 给你们 当 素材》 https://tieba.baidu.com/p/6378662957 里 发的 照片， 比如 下面这张， 强烈 的 阳光 在 照片 上 留下了 一道 长长 的 光弧 。
想着 路灯 光晕 的 一格一格 和 照片 里 的 光弧， 我 又 迷惘 了 。
注 ： 不要 长时间 直视 路灯 或 其它 灯， 现在 的 灯光技术 很先进， 比如 LED ， 耗电小，亮度大， 直视 比较亮 的 灯 时间过长， 会 损伤视力 。
12 楼
回复 11 楼 dons222
一个问题 是， 一模一样 的 1000 个 激光器 在 同时 发出 1000 束 激光， 是否 这些激光 的 相位 是 相同 的 ？
两束光 合到一起 会 干涉 散开， 这 也许 是 大自然 有意为之 。 如果 多束光 可以 任意 的 叠加在一起 合成 一束光， 那 就可以 无限 的 叠加下去 由 无数束 光 叠加在一起 合成 一束 能量 无限 大 的 光 。 这 会否 造成 一些 “失控” 的 后果 ？
对于 物质来说， 密度 也是 有限 的， 也不能把 无限多 的 物质 揉到一个 有限 的 体积 里 。 当然， 要说 黑洞， 那 另说 。
贝塞尔光束 先不看了， 留个悬念 。
后来想到， 实际上， 大多数 的 情况， 光 是 直线传播 的， 比如， 成像 就是 基于 “光 沿 直线 传播” 。 日常中， 一个光子 并不会 随时随地 的 和 旁边 的 光子 发生 干涉， 而 改变 自己 和 旁边 光子 的 运动方向 。
因此， 11 楼 的 单光子干涉定理 可能 不成立 。
也由此可知， 光 的 干涉 是 发生 在 一些 特定 的 条件 下 ， 那 光 发生 干涉 的 条件 是 什么 呢 ？
色散 移相 的 不同颜色 的 光 还能 合起来， 是 因为 它们 还是 “一束光”， 虽然 被利用 色散 分开 （摊平）， 但 彼此间 仍然 “连成一片”， 彼此间 保持着 联系， 因此 它们 在 分开（摊平） 时， 互相之间 并不 发生 干涉， 最后 合到一起 时， 也 不 干涉 。
我以前 就 在 博客 里 提出问题 《为什么要 拿 光 的 干涉条纹 宽度 变化 作为 判断 光速 变化 的 依据 ？》
对于 机械波， 有 3 个 原因 都可以造成 干涉条纹 宽度 不同 ：
1 初始相位 差 不同
2 频率 差 不同
3 波长 差 不同
经过 昨天 11 楼 的 思考， 发现， 干涉 条纹 宽度 / 间隔 和 光子 的 初始相位 无关 。
在 色散移相 中， 可以用 路程差 来 调节 光子 初始相位 的 差距 。
如果 干涉条纹 和 光子 的 初始相位 有关， 那么， 光子 的 波长 是 纳米级 的， 迈克尔逊 - 莫雷 干涉仪 有 轻微的扰动， 都会 造成 光子 的 “路程差” 而 改变了 “初始相位” ， 干涉条纹 宽度 都会 发生变化 。
而 事实上是， 迈克尔逊 - 莫雷 干涉仪 的 条纹 稳如泰山 。
双缝干涉 用的是 普通光源， 并非激光， 也就是 通过 双缝 的 两束光 是 普通光， 光子 的 初始相位 是 杂乱无章 的 ， 如果 干涉条纹 宽度 / 间隔 和 光子 初始相位 有关， 因为 光子 的 初始相位 是 杂乱无章 的， 因此 各个光子 互相 干涉 后 形成 的 条纹 也是 各种各样 的， 有 各种 宽度 / 间隔， 合起来 就是 一片模糊， 没有 明显 的 条纹 。
而 事实是， 双缝干涉 的 条纹 稳如泰山 。
因此， 初步结论是， 光 的 干涉条纹 的 宽度 / 间隔 只 和 频率 、速度 有关 ， 在 萨格纳克干涉仪 里， 光速 不一样， 干涉条纹 的 宽度 / 间隔 也不一样 。
干涉条纹 和 光子 的 “初始相位” 无关 。
光子 的 初始相位 则 是 和 光子 的 功率叠加 有关 。
激光 在 工作物质 里 的 谐振 是 一个 群体行为， 和 路程差 无关 。 如果 激光 的 谐振 是 靠 路程 来 调节 光子 的 初始相位 使 初始相位 对齐， 那 激光 不可能 生成 。 因为 反射镜 表面 纳米级别 的 凹凸 也会 造成 光子 的 路程差 而 导致 相位差， 一碰 反射镜， 马上 光子 的 相位 又 杂乱无章 了 。 甚至， 穿过 玻璃 时， 玻璃 表面 纳米级 的 凹凸不平， 厚薄不均， 马上 光子 的 相位 又 杂乱无章 了 。
又比如 穿过透镜， 透镜 本来 就是 曲面 的， 更是 造成了 光程差 而 光子 的 相位 又 杂乱无章 了 。
而 事实是， 这样 不稳定 的 情形 在 现实中 从来 没出现过 。
色散移相 用 路程差 来 移动 初始相位 （使得 各种色光 的 相位中心 重合） 达到 谐振 的 效果， 和 激光 在 工作物质 里 的 谐振 是 不一样 的 两个 原理 。
一定 大小 的 工作物质 可以 承载 谐振 的 激光功率 、光子数量 是 有 极限 的 ， 而 单纯 的 增大 工作物质 可能 并不能 让 这个 极限 有效提升 。
色散移相 是 工程师 的 直观 、直觉 、灵感 ， 就像 电子技术 是 工程师 的 直观 、直觉 、灵感， 比如 再生 来复 超外差 。
最后， 本楼 又 留下了一个 问题 ： 既然 激光 的 光子 的 初始相位 的 一致（同步） 和 路程 无关， 那 怎么 色散移相 里 又 可以 把 一束 激光 用 色散 分成 各种 色光 后， 又 可以用 路程 来 调节 初始相位 了 ， 又 和 路程 有关 了 ？
昨天（2022-01-17） 在 构思 《展望 芯片技术》 ， 想到了 光刻机 。 既然 展望 芯片技术， 那 也要 关心一下 光刻机 的 技术 吧 。
为此， 我发明了 一款 萨格纳克 光刻机 。
通常认为 萨格纳克 干涉仪 旋转 的 时候 干涉条纹 宽度 和 静止 时 不一样 是 因为 光速 发生了变化 。 我也是这样理解， 旋转 的 反射镜片 给 反射光 叠加了 反射镜 的 速度（分量） 。
上图 萨格纳克 光刻机 的 反射镜 也是 在 杆 的 带动下 围绕 轴 快速旋转， 逆时针旋转 。 当 旋转 到 图中位置 时， 激光器 发出的 激光 刚好 射在 反射镜 上， 反射 后 向下 射向 硅片 。
在 反射 时， （激光）光线 被 叠加 上 反射镜 旋转 线速度 的 竖直分量， 设 反射前 的 光速 为 C， 反射镜 旋转 线速度 为 V， V 的 水平分量 为 Vx， 竖直分量 为 Vy， 则 反射后 的 光速 为 C + Vy 。
C + Vy > C， 也就是 反射后 的 光速 增加了 。 在 真空中， 各种色光 光速相同， 紫光 的 波长 最短， 可知 频率 最高 。
光速增大 发生 蓝移（紫移）， 蓝移 意味着 光子 的 频率增加 或 波长变短， 而 又要 满足 光祖增大， 那 应该是
1 频率增大 波长不变
2 频率增大 波长变短
3 频率增大 波长变大
这 3 种情况 。
其实 颜色 到底 是 由 光子 频率 还是 波长 决定的， 这个还不清楚， 但 又要 满足 蓝移， 又要 满足 光速 变大， 那只能 是 上面 3 种情况， 其中 1 、3 是 颜色 由 频率 决定， 2 是 颜色 可能 由 频率 决定， 也可能 由 波长决定 。
其实这样 分析 还比较 粗略， 也许 颜色 是 由 频率 和 波长 联合 决定 的 呢 ？ 假设 由 频率 和 波长 的 乘积 决定， 比如 越 蓝移， 频率 * 波长 越小， 这样， 紫光 的 频率 * 波长 最小， 但 频率 * 波长 是 光速， 蓝移 和 光速变大 就 矛盾了 。
这里 的 情况 还不明朗， 还是 从长计议 。 不过 ， 假想， 光速 变大 后， 频率增大 波长变短， 这刚好 符合我们的需要 。 波长 变短 则 “衍射极限” 更小， 甚至 “焦深” 也可以更深， 而 频率增大 也许 还能 增加 光子 的 能量 ， 这个 能量来自于哪里 ？ 来自于 Vy ？ 也就是 反射镜 把 速度 的 竖直分量 Vy 叠加给 光速， 把 这部分 动能 叠加给 光子 了 ？
想到这里， 我们应该 开心的 笑一笑， 虽然 在 可行性 上 难度 还挺大， 因为 要求 镜片 的 转动 非常精准， 稍有偏差 则 反射 出 的 激光 的 方向 也有偏差， 就会 刻 到 硅片 上 错误的 地方 。
但 再想一想， 又 发现了 问题 。 假设 镜片 旋转 线速度 是 1 米 / 秒， 或者 再快一点， Vy = 3 米 / 秒 ， 光速 C = 30 万千米 / 秒 = 3 亿 米 / 秒 ，
可以发现 Vy / C = 亿分之一
设 光 发生 干涉 的 地方 到 投影屏 的 距离 为 L， 如果 光 的 干涉条纹 的 宽度 和 L * 波长 成 正比， L 不变， 波长变大， 则 条纹宽度 变大， 波长变小， 则 条纹宽度 变小，
这里 Vy / C = 亿分之一， 则 由 Vy 增加 的 光子 波长 也是 原来波长 的 亿分之一， 条纹宽度 增加 也是 原来 条纹宽度 的 亿分之一 。
亿分之一 的 条纹宽度 变化 微乎其微， 根本看不出来 。 但 萨格纳克 干涉仪 转动 时 条纹宽度 变化 是 显著 的 。
因此， 我们 上面 这套理论 好像 行不通 。
又想了一下， 会不会 萨格纳克 条纹宽度 变化 不是 由 光 前进方向 的 速度变化 引起的， 而是 光 前进方向 的 正交方向，也就是 “侧方向” 的 速度变化 引起 的 ？ 或由 侧方向 的 速度差 产生 侧方向 的 位置差 引起 的 ？
速度差 还是 亿分之一 。
位置差 嘛， 从 发生干涉 的 地方 到 投影屏 的 距离 为 L， 光 经过 L 的 时间 记为 t， 在 t 里， 光 向 侧边 移动 的 距离 记为 s ， 设 光 前进方向 为 竖直方向， 侧方向 为 水平方向， s / L = Vx * t / ( C * t ) = Vx / C， 设 Vx = 3 米 / 秒 ， s / L = Vx / C = 亿分之一 。
亿分之一 的 位置差 会不会 造成 肉眼可见 的 显著 的 干涉条纹 ？ 不知道 。 而且 这个 亿分之一 的 位置差 也就是 s 是 两束光（一束光 侧向速度 为 0， 另一束光 侧向速度为 Vx） 到达 投影屏 时 在 水平方向 的 相距距离， 但 干涉条纹 是 在 起点（两束光一起出发时） 决定的， 而 不是 在 终点（到达 投影屏 时） 决定 的 吧 ？
其实 上面 说 反射镜 把 旋转 的 线速度 的 分量 Vx, Vy 叠加给 激光， 是 以 反射后 说的， 即 反射后 激光 变成了 竖直方向， 此时 再来 叠加 Vx, Vy 。 会不会 在 反射前 叠加 ？ 或 反射前 反射后 都会 叠加 ？
总之， 问题 还 挺多， 这套 理论 猜想成分 也挺多， 不一定行， 但 还是 挺有 参考价值 的， 哈 。