Исследование классических и неклассических корреляций импульсных световых полей

• Автор: Исхаков, Тимур Шамильевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГ ДАВЛЕНИЕ:

Глава I. Исследование корреляционных функций интенсивности импульсных световых полей

1.1. Корреляции интенсивностей световых полей (по литературе)

1.2. Корреляционные функции интенсивностей п-го порядка непрерывных и импульсных полей

1.3. Экспериментальное исследование корреляционных функций

интенсивности импульсных световых полей

1.3.1. Измерение корреляционных функций второго порядка по интенсивности для когерентного и квазитеплового ПОЛЯ
1.3.2. Измерение корреляционных функций импульсных полей и режимы работы детекторов
1.4. Переход от спонтанного параметрического рассеяния к режиму параметрической сверхлюминесценции

1.5. Выводы к главе

Глава II. Многофотонная интерференция классических световых полей
2.1. Многофотонная интерференция световых полей (по литературе)
2.2. Интерференция интенсивностей классических полей в схеме Юнга
2.3. Экспериментальная установка для измерения корреляционных функций второго и третьего порядков
2.4. Обсуждение экспериментальных результатов
2.5. Измерение корреляционных функций третьего и четвертого порядков методом обработки изображений
2.6. Поляризационная интерференция третьего порядка
2.7. Выводы к главе II
Глава III. Двухмодовое сжатие при параметрическом рассеянии света
3.1. Сжатые состояния света (по литературе)
3.2. Двухмодовое сжатие
3.3. Методы абсолютной калибровки детекторов
3.3.1. Метод абсолютной калибровки детекторов, основанный на измерении числа совпадений фотоотсчетов при спонтанном
параметрическом рассеянии света
3.3.2. Метод абсолютной калибровки детекторов, основанный на регистрации двухмодового сжатия при параметрическом рассеянии света
3.4. Экспериментальная установка для исследования статистических
свойств параметрического рассеяния света
3.5. Описание эксперимента
3.6. Экспериментальные результаты
3.7. Поляризационное сжатие на выходе параметрического усилителя
3.8. Экспериментальная установка для исследования поляризационного сжатия
3.9. Экспериментальные результаты
Заключение
Список литературы

Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию статистических свойств импульсных световых полей. В работе предложен и апробирован метод измерения нормированных корреляционных функций интенсивностей (НКФИ) Глаубера в импульсном режиме. Определены и измерены предельные значения видности в интерференции третьего и четвертого порядков для классических источников. Исследованы зависимости основных статистических характеристик светового поля (нормированных корреляционных функций интенсивности [1] и степени двухмодового сжатия [2]) при параметрическом рассеянии света от основных параметров эксперимента. Экспериментально наблюдалась значительная степень подавления флуктуаций наблюдаемых Стокса относительно уровня дробового шума при регистрации сжатого вакуума на выходе однопроходового параметрического усилителя.
Появление импульсных лазеров сыграло ключевую роль в развитии лазерной физики и нелинейной оптики. Концентрация энергии света в коротких импульсах находит широкое применение как в фундаментальных исследованиях быстро протекающих процессов, так и в прикладных задачах передачи квантовой информации. Использование импульсного излучения позволяет исследовать широкий круг физических явлений, от эффектов, носящих спонтанный характер и наблюдаемых при слабых интенсивностях (например, спонтанное параметрическое рассеяние света), до процессов, которые происходят только под действием высокой пиковой интенсивности лазерного излучения (например, параметрическая сверхлюминесценция). Особый интерес представляет переход от спонтанного параметрического рассеяния света к режиму параметрической сверхлюминесценции, а именно изменение статистических свойств излучения при этом переходе.

где 1 Ав - Е^а ^ - интенсивности ИСТОЧНИКОВ А,В, ф„ = ФЛп - Фв„
относительная разность фаз, определяемая разностью оптических путей от источников А, В до детектора п. Используя соотношение (2.5) рассчитаем значения корреляционной функции второго и третьего порядка по интенсивности:
С,'?={25) + (4)+2(/Ж)(1+со8,у.
о®={4)+{4)+[<4){4) (2 б)
х[^3 + 2(соэ012 ч-соэ^з ч-соб^13)^,
Фпт=Фп-Фт^,т^,2^
Нормированные корреляционные функции определяются выражением
р.(2) = ( р(3) = Г2 7)
Если источники имеют одинаковую статистику и одинаковые средние интенсивности, то выражения (2.7) можно привезти к виду
^1(22)=- 2~+ ^(1 + С051и> (2-9)
1 (^) {
8ш = ^ Я(3) + ^-1 2 + соз^2 + со^2з + I (2Л°)
где g{^^ и ст-3-1 - автокорреляционные функции интенсивности второго и третьего порядка источников А, В.
Соотношения (2.9) и (2.10) демонстрируют интерференцию второго и третьего порядка. Видность интерференции второго порядка в случае источников с когерентной статистикой =1) составляет 50%, а тепловой (я(2) = 2)-33.3%.
Рассмотрим выражение (2.10) более подробно. С учетом того, что фП = фп ч- ф23, сумма косинусов достигает своего максимального значения 3 при ф12 = ф23 = 0, а минимального —1.5 при фп -фгъ — 2п!Ъ.