Исследование классических и неклассических корреляций импульсных световых полей (1103161)
Текст из файла
Работа выполнена на кафедре квантовой электроники физического факультетаНа правах рукописиМосковского государственного университета имени М.В. ЛомоносоваНаучный руководитель:Доктор физико-математических наукЧехова Мария ВладимировнаИсхаков Тимур ШамильевичОфициальные оппоненты:Доктор физико-математических наук,профессор Вятчанин Сергей Петрович,ИССЛЕДОВАНИЕ КЛАССИЧЕСКИХ Ифизический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова.НЕКЛАССИЧЕСКИХ КОРРЕЛЯЦИЙ ИМПУЛЬСНЫХДоктор физико-математических наукФофанов Яков Андреевич,СВЕТОВЫХ ПОЛЕЙИнститут аналитического приборостроения РАН.01.04.21 - лазерная физикаВедущая организация: Казанский физико-технический институтимени Е.К. Завойского РАН.АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степениЗащита состоится <<14>> мая 2009 года в 1730 часов на заседаниикандидата физико-математических наукдиссертационного совета Д 501.001.31 при МГУ имени М.В.
Ломоносова поадресу: 119991, ГСП-1 Москва, Ленинские горы, МГУ, дом 1, стр. 62, корпуснелинейной оптики, аудитория имени С.А. Ахманова.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультетаМГУ имени М.В. Ломоносова.Автореферат разослан <<___>>____________2009 годаМосква - 2009Ученый секретарь диссертационного советаД 501.001.31, кандидат физ.-мат. наук, доцент2Т.М. ИльиноваКак правило, исследование статистических свойств излучения связано сОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫизмерением нормированных корреляционных функций, но методы измеренияАктуальность темыДиссертационнаяработапосвященаэкспериментальномуисследованиюстатистических свойств импульсных световых полей.
В работе предложен иапробирован метод измерения нормированных корреляционных функцийинтенсивностей (НКФИ) Глаубера в импульсном режиме. Определены иизмерены предельные значения видности в интерференции третьего ичетвертого порядка для классических источников. Исследованы зависимостиосновных статистических характеристик светового поля (нормированныхкорреляционных функций интенсивности и степени двухмодового сжатия) припараметрическом рассеянии света от основных параметров эксперимента.НКФИ для импульсных световых полей не разработаны.
Хотя совпаденияфототсчетов двух или нескольких детекторов регистрируются во многихработах, в том числе и для импульсного излучения, как правило, измеряетсялишь абсолютное число совпадений, а не соотношение между числомсовпадений и числами единичных отсчетов. В некоторых случаях результатизмерения нормируется на число случайных совпадений, которое определяетсякосвенно, по величине корреляций между соседними импульсами излучения.Однако этот метод применим только для излучения с большой (сотни мегагерц)частотой повторения импульсов.Экспериментально наблюдалась значительная степень подавления флуктуацийВ данной работе исследовано влияние на форму корреляционнойнаблюдаемых Стокса относительно уровня дробового шума при регистрациифункции следующих факторов: временного профиля лазерного импульса,сжатого вакуума на выходе однопроходового параметрического усилителя.разрешения схемы совпадений, а также эффекта «мертвого» времени детектора.Появление импульсных лазеров сыграло ключевую роль в развитиилазерной физики и нелинейной оптики.
Концентрация энергии света в короткихимпульсах находит широкое применение как в фундаментальных исследованияхбыстро протекающих процессов, так и в прикладных задачах передачиквантовой информации. Использование импульсного излучения позволяетисследовать широкий круг физических явлений, от эффектов, носящихспонтанный характер и наблюдаемых при слабых интенсивностях (например,спонтанноепараметрическоерассеяниесвета),допроцессов,которыепроисходят только под действием высокой пиковой интенсивности лазерногоизлучения (например, параметрическая сверхлюминесценция). Особый интереспредставляет переход от спонтанного параметрического рассеяния света крежимупараметрическойсверхлюминесценции,статистических свойств излучения при этом переходе.3аименноизменениеРабота в импульсном режиме позволяет избавиться от влияния шумов изначительно повысить эффективность измерений.Вквантовойоптикебольшоевниманиеуделяетсягенерациимногофотонных состояний света.
В большинстве случаев считается, что высокаявидность интерференции интенсивностей служит признаком неклассическогоповедения. В частности, для двухфотонного света видность интерференциивторого порядка равна 100%, в то время как для классических полей пределвидности интерференции второго порядка равен лишь 50%. Поэтому, получаявидность выше чем 50% во втором порядке интерференции, можно говорить онеклассическомхарактереполя.Нопределвидностимногофотоннойинтерференции для классических источников до сих пор не определен, поэтомунет однозначности в определении характера поля по значениям видности. Вработе использовался предложенный в первой главе метод измерения4корреляционных функций импульсных световых полей при исследовании1. Разработка и апробация метода измерения нормированных корреляционныхтрехфотонной интерференции для двух независимых источников с когерентнойфункций интенсивности для импульсного излучения.и квазитепловой статистикой в схеме Юнга.2.
Исследование интерференции Хэнбери Брауна - Твисса высших порядков дляГенерация многофотонных состояний света в большинстве случаевсвязана с процессом СПР. Особенность этого процесса заключается в сильнойкорреляции интенсивностей сигнального и холостого излучения на выходепараметрического усилителя. При регистрации этого излучения нормированнаякорреляционная функция второго порядка по интенсивности принимаетаномально большие значения относительно единичного фонового уровня,соответствующего когерентной статистике поля. При переходе к режимупараметрическойсверхлюминесценции(ПСЛ)исследованиеклассических полей.3. Сравнение двух статистических характеристик светового поля: НКФИ истепенидвухмодовогосжатияприпараметрическомрассеяниисвета.Исследование неклассических корреляций при переходе от спонтанногопараметрического рассеяния к режиму параметрической сверхлюминесценции.4. Исследование поляризационного сжатия на выходе однопроходовогопараметрического усилителя.флуктуацийсветовых полей методом измерения НКФИ значительно усложняется.
Контрастистинных совпадений на фоне случайных практически пропадает. В этом случаекорреляции интенсивностей проявляются при измерении другой характеристики– степени двухмодового сжатия. Свет по-прежнему сохраняет неклассическиесвойства, но теперь они проявляются в подавлении флуктуаций разностнойинтенсивности сигнального и холостого пучков.
Если пучки имеют разныеполяризации, то наблюдается поляризационное сжатие.Практическая ценность диссертации состоит в возможном использованииполученных результатов при реализации фундаментальных и прикладных задачквантовой оптики:●для коммуникации при использовании импульсных световых полей●для абсолютной калибровки аналоговых детекторов●для реализации протоколов квантовой информации с использованиемдискретных и непрерывных переменныхИз всего вышесказанного следует актуальность работы, обусловленнаяфундаментальным интересом к природе корреляций интенсивностей световыхполей классической и неклассической природы. Изложенный материалНаучная новизна связана с тем, что в работе впервые:1.функций Глаубера для импульсных световых полей.охватывает основные методы исследования статистических свойств излучения иможетнайти практическоеприменениевсхемахпередачиквантовойРазработан и применен метод измерения нормированных корреляционных2.Исследована интерференция Хэнбери Брауна - Твисса третьего и четвертогопорядков для классических полей, определены максимальные значенияинформации.видности для когерентных и тепловых полей.Целью диссертационной работы являлось:563.Экспериментально исследована зависимость степени двухмодового сжатияпараметрического преобразования, а с ростом числа регистрируемых модпристепень двухмодового сжатия растет, в то время как НКФИ в обоих случаяхпараметрическомрассеяниисветаотосновныхпараметровэксперимента, в том числе от объема детектирования.4.Наблюдалась значительная степень подавления шума (3 дБ) наблюдаемыхСтокса1.2.относительноуровнядробовогошумавсхемепрямого5.Предложена и реализована экспериментальная схема широкополосногоисточника сжатого вакуума с подавлением флуктуаций произвольногодетектирования сжатого вакуума.параметра Стокса.На защиту выносятся следующие положения:Апробация работы.
Результаты работы прошли апробацию на следующихНормированная корреляционная функция интенсивности (НКФИ) n-гомеждународных и российских конференциях: XII International Conference onпорядка для импульсного светового поля может быть рассчитана приQuantum Optics and Quantum Information (ICQO’2008), Вильнюс, Литва, 20–известном значении среднего числа n-кратных совпадений и средних чисел23 сентября 2008 г; XV Central European Workshop on Quantum Opticsфотоотсчетов в каждом детекторе за время импульса, времени разрешения(CEWQO 2008), Белград, Сербия, 30 мая - 3 июня, 2008 г; XII школа молодыхсхемы совпадений и формы импульса.ученых «Актуальные проблемы физики», Звенигород, Россия, 23-26 ноябряВидность интерференции Хэнбери Брауна - Твисса высших порядков по2008 г; XI международная молодежная научная школа «Когерентная оптикаинтенсивности для двух независимых классических источников растет си оптическая спектроскопия», Казань, Россия, 25 - 27 октября 2007 г; CentralпорядкомвидностьEuropean Workshop on Quantum Optics 2007 (CEWQO 2007), Палермо,источниковИталия, 1- 5 июня 2007 г; International Conference on Coherent and Nonlinearкогерентного поля составляет 81.8% и 94.4%, соответственно, в то время какOptics (ICONO 2007) Минск, Белоруссия, 28 мая – 1 июня 2007; V Семинардля источников теплового поля видность достигает значений 60% и 77.8%,Д.Н.
Клышко, Москва, Россия, 21-23 мая 2007 г; The Conference on Quantumсоответственно.Electronics and Laser Science Conference (QELS 2007), Балтимор, США, 6-11Квантовая эффективность детекторов может быть определена по величинемая 2007 г; XI International Conference on Quantum Optics (ICQO'2006),подавления флуктуаций разностного фототока при регистрации сжатогоМинск, Беларусь, 26-31 мая 2006 г. и др.интерференции.интерференции3.убывает.третьегоТеоретическиичетвертогопоказано,порядковчтодлявакуума на выходе однопроходового параметрического усилителя.4.Степень двухмодового сжатия и НКФИ второго порядка для сжатогоЛичныйвакуумаоригинальнынавыходеоднопроходовогопараметрическогоусилителяпринципиально по-разному зависят от основных параметров эксперимента.Вчастности,двухмодовоесжатие7независитотвкладиавтора.полученыВсеизложенныеавторомвдиссертациисамостоятельно.результатыПостановказадач,интерпретация полученных результатов и формулировка выводов исследованиякоэффициента8осуществлялись совместно с научным руководителем и другими соавторамиОбсуждаются признаки неклассических корреляций, которые удобно наблюдатьпубликаций.в эксперименте.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
