HBT实验及量子光学

HBT实验及量子光学学生姓名宋志化专业应用物理学学号130122101摘要：HBT（HanduryBrown-Twiss）实验起源于提高双星探测的角分辨率，但它的意义却远远超过了实验结果本身。物理学史上三大干涉实验之一：Young干涉实验（光的波动性直接验证，许多涉及量子力学根本问题的思维实验都是基于它）、Michelson干涉实验（导致相对论的产生）、HBT实验使得人们重新在量子力学的框架认识相干性问题，导致统计光学和量子光学的产生。关键词：HBT量子光学1，HBT实验和高阶相关函数HBT实验的初衷是改进Michelson星光干涉仪。双星（BinaryStars）和，假设通过滤光片获得单色光，双星的波矢分别为和。希望通过Michelson干涉仪测量双星的角间距。Michelson星光干涉仪设双星到干涉仪的两个反射镜和的距离矢量为和，则到达点的光场为下面两个光场的叠加存在于激光振荡器或放大器中的受激辐射可以看作是合作辐射过程,虽然通常不这样认为。通常的受激辐射和超辐射表现十分不同,实际上二者是紧密联系着的,可用藕合的Maxwell一Sehrodinger方程描述而实质上是两种不同的极限情况。超辐射是瞬态极限,其中极化包络和集居数反转密度的变化率比非相干衰变过程快这就要求有高增益和集居数的快速反转儒要产生集居数反转的时间了应小于,由此得出发射辐射的强度峰值正比于N“。另一方面在受激辐射的极限情况极化包络和集居数反P转密度的变化率比非相干衰变率要慢。这就导致准稳态,这可发生于高增益和低增益介质只要不满足。那样发射的辐射强度正比于对于高增益和指数增长对于小信号。HBT实验原理在P点处测量的光强为计算两个光强的乘积2.HBT实验引发相关问题（1）如何通过光电流的相关得到位相信息？(2)实验的结果是不是与量子力学理论相背？(3)光强能有干涉效应吗？(4)如何理解Dirac的著名论断“光子只与自身干涉”?这些问题都与光探测的量子理论相关联。应该说相干性与位相信息没有必然联系，相干性是更加深刻的一个概念，与场的涨落相关，也是量子力学的必然结果。HBT实验导致了人们对相干性在更深层次上的理解，引入高阶相干函数用来描述量子光场的噪音起伏问题。