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

19.2.1. Моменты интенсивности света

Как только найдена стационарная плотность вероятности можно легко вычислить любой момент интенсивностей света по формуле

Средние интенсивности света, дисперсии и функции взаимной корреляции являются специальными случаями выражения (19.2.12), так что выступает в качестве производящей функции для всех моментов Можно показать, после некоторых преобразований, что (Grossmann and Richter, 1971; M-Tehrani and Mandel, 1978a, b)

Аналогичные выражения, с перестановкой имеют место для (12) и Функция взаимной корреляции определяется выражением

Для выяснения смысла полученных соотношений удобно отдельно рассмотреть случаи: соответствующий неоднородно-уширенной активной среде, и соответствующий однородно-уширенной активной среде.

Рис. 19.3. Средние интенсивности света двух мод кольцевого лазера, работающего на центре линии, как функции параметра накачки (M-Tehrani and Mandel, 1978b). Точки — экспериментальные значения, кривые — результат теоретического расчета при

Рис. 19.4. Относительные флуктуации интенсивности и взаимные корреляции двух мод кольцевого лазера, работающего на центре линии, как функции параметра накачки (M-Tehrani and Mandel, 1978b). Точки — экспериментальные значения, кривые — результат расчета при

Рассмотрим сначала неоднородно уширенный кольцевой лазер, работающий на частоте центра линии, так что На рис. 19.3 приведены средние интенсивности и (12) как функции от в случае небольшой асимметрии На практике, для большинства кольцевых лазеров разность обычно, меньше, но не равна нулю и не очень сильно меняется при изменении параметра Более необычное поведение наблюдается у более затухающей моды 2 (моды, которая несет большие потери). При увеличении средняя интенсивность монотонно растет выше порога, как в случае одномодового лазера, но рост (12) ограничен выше порога и (12) достигает своего асимптотического значения. Другими словами, менее затухающая мода 1 подавляет рост более затухающей моды 2 при увеличении Еще более интересное поведение наблюдается у относительных флуктуаций интенсивности двух мод, показанных на рис. 19.4 для случая В отличие от относительных флуктуаций моды 1, стремящихся к нулю при увеличении что характерно для лазера выше порога, относительные флуктуации более затухающей моды 2 на частоте центра линии достигают минимума чуть выше порога, а затем опять становятся равными единице, которая является численной характеристикой «теплового» или некогерентного света (ср. разд. 13.3). Таким образом, конкуренция мод проявляется в сильной асимметрии не только интенсивностей двух мод, но и их флуктуационных свойств. В заключение на рис. 19.4 показана также функция взаимной корреляции интенсивностей двух мод. Она всегда отрицательна, поскольку моды соревнуются из-за фотонов, испускаемых общей системой атомов, и достигает своего наибольшего численного значения чуть выше порога. Внимательный анализ выражений (19.2. 13) и (19.2.15) на частоте центра линии показывает, что в асимптотическом пределе

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление