第七章光子的干涉测量--第一部分（经典）一、迈克尔逊星干涉仪和HBT实验二、光子探测和量子关联函数三、光子的二阶关联四、光子的聚束和反聚束五、光子计数和光子统计220241030ygu@pku.edu.cn
2 第七章 光子的干涉测量 - 第一部分 一、迈克尔逊星干涉仪和HBT实验（经典） 二、光子探测和量子关联函数 三、光子的二阶关联 五、光子计数和光子统计 四、光子的聚束和反聚束 20241030 ygu@pku.edu.cn
*干涉测量的重要性在于一实验上可观察到关联（量子）field - field interferometry -→ amplitude correlation → 1st orderphoton -photon interferometry - intensity correlation -→ 2nd order 核心内容： 2ndorderofphotons →HBTexp实验上可观察到量子3
3 * 干涉测量的重要性在于→实验上可观察到关联（量子） ! ����� − ����� �������������� → ��������� ����������� → 1�� ����� �ℎ���� − �ℎ���� �������������� → ��������� ����������� → 2�� ����� • 核心内容：2nd order of photons → HBT exp • 实验上可观察到量子
Michelson StellarinterferometerandHBTexp1.1问题：用MichelsonStellar干涉仪测双星k，k的夹角β。同一次天文事件中，k～k接近，调节M,P和M,P,使光程大致相等测的是光场间的干涉Eart(a)最后探测的是光电流水：lk（光电效应原理）I=x(E*E)+(c)(b)ik'-12E= Ex(eiki +eik-z)+ Ek.(eik*ni +eik"i,4
4 一、 Michelson Stellar interferometer and HBT exp. 1.1 问题：用Michelson Stellar干涉仪测双星�, �!的夹角�。 同一次天文事件中，�～�!接近，调节M1P1和M2P2使光程大致相等 测的是光场间的干涉 最后探测的是光电流 （光电效应原理） I = k E *E 12 1 2 ' ' ' ( )( ) ik r ik r ik r ik r E Ee e E e e k k ×× × × = ++ +
干涉仪探测到的光场可以表达为E=Eik+EiR (eikTi +eik.T2) + Er (eil'Ti + eilT2)EK:探测器上发生光电效应时，光电流正比于光强，于是探测到的光电流为I = K(E*E)=K(EIK+EIR) (E1R +E1R)= K(IE1RI* + [E1R’ + E1R·ER, + EiR · Ek'= k(IEiRl) + (E1R1) + x(E1R ER) + k(EiK E1R)E和E分别是来自两个双星的热光辐射场（来自独立的热光源）(E1R) = (E1R) = 0,(E1K · ER)= (E1R)· (E1R)*= 05
5 干涉仪探测到的光场可以表达为 � = ��� + ���! 探测器上发生光电效应时，光电流正比于光强，于是探测到的光电流为 � = � �∗� = �� ⋅ ���⋅�� + ���⋅�� + ��! ⋅ ���!⋅�� + ���!⋅�� = � ��� ∗ + ���! ∗ ⋅ ��� + ���! = � ��� � + ���! � + ��� ⋅ ���! ∗ + ��� ∗ ⋅ ���! = � ��� � + � ���! � + � ��� ⋅ ���! ∗ + � ��� ∗ ⋅ ���! ���和���!分别是来自两个双星的热光辐射场（来自独立的热光源） ��� = ���! = �, ��� ⋅ ���! ∗ = ���! ⋅ ���! ∗ = �
Eik = Ex (eikri + eik2)(eik'Ti +eik'T2)EIR=ER所以探测到的光电流和强度成正比，写作I = k(IE1R2) + (IE1R12)[E =[E2 ek + ei2]= [Ex/ (2 + eik-(F1-2) + e-ik-(T1-T2)= [Er°(2 + 2cos[k . (T1 -T2) ])IE1R’ = [Er’ (2 + eiR-(Gi-T2) + e-iK-(G1-T2))= [E1'(2 + 2cos[K' . (r1 - r2)])6
6 ��� � = �� � ⋅ ���⋅�� + ���⋅�� � = �� � � + ���⋅ ��-�� + �-��⋅ ��-�� ���! � = ��! � � + ���!⋅ ��-�� + �-��!⋅ ��-�� 所以探测到的光电流和强度成正比，写作 � = � ��� � + � ���! � = �� � � + ���� � ⋅ �� − �� = ��! � � + ���� �. ⋅ �� − �� ��� = �� ⋅ ���⋅�� + ���⋅�� ���# = ��# ⋅ ���#⋅�� + ���#⋅��