Главная > Оптика > Оптическая когерентность и квантовая оптика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

9.6.1. Фотоэлектрическая группировка

Одним из следствий этих корреляций является эффект фотоэлектрической группировки, состоящий в том, что вероятность актов фотоэлектрического испускания, происходящих чаще во времени, больше, чем вероятность актов фотоэлектрического испускания, происходящих реже. Сфокусируем наше внимание на двух актах фотоэлектрического испускания в моменты времени одним фотодетектором в точке Опуская пространственную переменную, получим из (9.6.5)

Вновь заметим, что для стационарного поля корреляционная функция справа зависит только от разности времен а не от Теперь из неравенства Шварца и стационарности следует, что

так что

Поэтому два акта фотодетектирования с большей вероятностью произойдут в один и тот же момент времени или очень близко друг к другу, чем далеко друг от друга. Более того, при из эргодической гипотезы следует, что или

так что акты детектирования становятся независимыми друг от друга, когда они далеко разделены во времени.

Рис. 9.4. Предполагаемая форма плотности совместной вероятности фотоэлектрического детектирования в два различных момента времени как функция промежутка времени между ними

Поэтому график зависимости плотности совместной вероятности фотоэлектрического детектирования от временного интервала в общем, должен иметь форму, показанную на рис. 9.4. Величина имеет наибольшее значение при и уменьшается до постоянного значения для больших хотя не обязательно монотонно. Точная форма, конечно, определяется статистическим характером оптического поля. Повышенная тенденция актам фотоэлектрического испускания происходить близко друг к другу в пределах времен порядка времени корреляции интенсивности известна как фотоэлектрическая группировка. Она имеет место только для флуктуирующих полей, таких, как поля светового источника в тепловом равновесии, например, она наблюдалась с тепловым источником (Twiss, Little and Brown, 1957; Rebka and Pound, 1957; Morgan and Mandel, 1966; Arecchi, Gatti and Sona, 1966). Это явление было приписано бозонному характеру тепловых фотонов, которые имеют тенденцию группироваться таким образом (см. разд. 12.10 и 12.1). Однако, так как поле здесь описывается как классическая электромагнитная волна, фотоэлектрическая группировка имеет, очевидно, альтернативное объяснение в терминах флуктуаций интенсивности. Акты фотоэлектрического испускания с большей вероятностью происходят тогда, когда мгновенная интенсивность света высока, чем когда она мала. В разд. 14.7, где мы будем снова обсуждать явление группировки более подробно и несколько более строгим образом в терминах квантовых полей, мы обнаружим, что при определенных обстоятельствах также происходит явление фотоэлектрической антигруппировки. Однако, этот эффект противоречит выражению (9.6.9), которое справедливо только в рамках классической оптики.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление