Глауберовские корреляционные функции. Интенсивность. Функция взаимной когерентности. Взаимная спектральная плотность. Автокорреляционная функция и спектральная плотность излучения.
Гомодинный и гетеродинный прием сигналов в радиофизике. Спектрометр оптического гетеродинирования. Связь оптического спектра сигнального излучения и спектра мощности фототока. Спектроскопия оптического смешения: теоретические основы, преимущества и ограничения, области применения.
Задача
2.
Представление поля в виде совокупности случайных величин. Моменты поля. Вероятность и плотность вероятности. Эргодические процессы. Статистика одномодового хаотического излучения в классическом рассмотрении. Когерентное излучение.
Измерение спектральных характеристик излучения по автокорреляционной функции фототока. Спектрометр квадратичного детектирования (спектрометр с самобиением света). Области применения спектроскопии оптических биений.
Задача
3.
Теоретические основы Фурье-спектроскопии. Дискретный спектр напряженности поля спектральная плотность мощности стационарного излучения. Теорема Винера-Хинчина. Примеры автокорреляционных функций и соответствующих им спектров мощности.
Типы фотодетекторов и принципы их работы. Основное отличие оптических детекторов от детекторов радиодиапазона. Эффективная температура и граница 70 см-1. Измерение статистики фотоосчетов ФЭУ. Аналоговый и счетный режимы регистрации. «Точечный» детектор и условие одномодового детектирования.
Задача
4.
Аппаратная функция Фурье-спектрометра. Преимущества и области применения Фурье-спектроскопии. Энергетические выигрыши Жакино и Фелжетта.
Объем когерентности и фактор вырождения. Выражение спектральной яркости излучения в единицах фотонов на моду. Сравнение чисел фотонов в моде и в объеме когерентности. Теорема Ван Циттерта – Цернике.
Задача
5.
Корреляционные функции первого порядка как характеристики степени когерентности излучения. Длина продольной и радиус поперечной когерентности поля. Выражение корреляционных функций высших порядков для гауссовских («тепловых») полей.
Скорость счета фотонов в зависимости от интенсивности излучения, квантовой эффективности детектора и объема детектирования. Полуклассическая формула Манделя для случаев одномодового и многомодового детектирования. Связь функции распределения фотоотсчетов P(m) и моментов интенсивности излучения.
Задача
6.
Основные потребительские параметры фотодетекторов. Спектральная область чувствительности, время отклика. Мощность сигнала, мощность шума, спектральная плотность шума, соотношение сигнал-шум. Эквивалентная мощность шума.
Измерение временной когерентности с помощью интерферометра Майкельсона. Примеры времен и длин продольной когерентности различных источников.
3адача
7.
Объем когерентности и объем детектирования. Определение числа мод детектирования через их соотношение. Статистика многомодового поля в пределах больших объемов детектирования.
Построение скрытых изображений с использованием квантово-коррелированных бифотонов. Применение классических корреляций при фантомном видении.
Задача
8.
Характеристики пространственной когерентности излучения. Измерение радиуса поперечной когерентности с помощью интерферометра Юнга. Радиус когерентности излучения с тепловой статистикой в дальней зоне. Измерение угловых размеров звезд.
Гомодинный и гетеродинный прием сигналов в радиофизике. Спектрометр оптического гетеродинирования.
Задача
9.
Примеры корреляционных функций второго порядка. Формула Зигерта для полей с гауссовской статистикой. Измерение пространственной когерентности второго порядка с помощью интерферометра Хэнбери Брауна - Твисса.
Временная корреляционная функция фототока и ее связь с автокорреляционной функцией теплового излучения. Измерение спектральных характеристик излучения по автокорреляционной функции фототока. Спектрометр квадратичного детектирования (спектрометр с самобиением света). Области применения спектроскопии оптических биений.
Задача
10.
Скорость счета фотонов в зависимости от интенсивности излучения, квантовой эффективности детектора и объема детектирования. Полуклассическая формула Манделя для случаев одномодового и многомодового детектирования. Связь функции распределения фотоотсчетов P(m) и моментов интенсивности излучения.
Аналитический сигнал. Определение, назначение, отличие от комплексного сигнала. Квазимонохроматический сигнал.
Задача
11.
Применение классических корреляций при фантомном видении. Компьютерный ghost imaging и «вычислительная фотография».
Связь моментов интенсивности излучения и факториальных моментов чисел фотоотсчетов при детектировании. Выражение для дисперсии фотоотсчетов через дробовые шумы и дисперсию интенсивности излучения. Группировка фотоотсчетов благодаря вкладу флуктуаций классических полей. Дисперсия фотоотсчетов при детектировании когерентного излучения, одномодового и многомодового теплового излучения.
Задача
12
Корреляционная спектроскопия на основе измерения функции временной когерентности второго порядка. Временная корреляционная функция фототока и ее связь с автокорреляционной функцией теплового излучения.
Основные потребительские параметры фотодетекторов. Мощность сигнала, мощность шума, спектральная плотность шума, соотношение сигнал-шум. Эквивалентная мощность шума. Особенности шумовых характеристик фотодетекторов в отсутствии и при наличии фонового излучения.