1.

  1. Глауберовские корреляционные функции. Интенсивность. Функция взаимной когерентности.  Взаимная спектральная плотность.  Автокорреляционная функция и спектральная плотность излучения.
  2. 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. 
  3. Задача

 

2.

  1. Представление поля в виде совокупности случайных величин. Моменты поля. Вероятность и плотность вероятности. Эргодические процессы. Статистика одномодового хаотического излучения в классическом рассмотрении. Когерентное излучение.
  1. Измерение спектральных характеристик излучения по автокорреляционной функции фототока. Спектрометр квадратичного детектирования (спектрометр с самобиением света). Области применения спектроскопии оптических биений.
  2. Задача

 

3.

  1. Теоретические основы Фурье-спектроскопии. Дискретный спектр напряженности поля  спектральная плотность мощности стационарного излучения. Теорема Винера-Хинчина. Примеры автокорреляционных функций и соответствующих им спектров мощности.
  2. 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.
  3. Задача

4.

  1. Аппаратная функция Фурье-спектрометра. Преимущества и области применения Фурье-спектроскопии. Энергетические выигрыши Жакино и Фелжетта. 
  2. 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.
  3. Задача

 

5.

  1. 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.
  1. 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.
  1. Задача

 

6.

  1. Основные потребительские параметры фотодетекторов. Спектральная область чувствительности, время отклика. Мощность сигнала, мощность шума, спектральная плотность шума, соотношение сигнал-шум. Эквивалентная мощность шума.
  2. Измерение временной когерентности  с помощью интерферометра Майкельсона. Примеры времен и длин продольной когерентности различных источников. 
  3. 3адача

 

7.

  1. Объем когерентности и объем детектирования. Определение числа мод детектирования через их соотношение. Статистика многомодового поля в пределах больших объемов детектирования.
  2. Построение скрытых изображений с использованием квантово-коррелированных бифотонов. Применение классических корреляций при фантомном видении.
  3. Задача

 

8.

  1. 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.
  2. Гомодинный и гетеродинный прием сигналов в радиофизике. Спектрометр оптического гетеродинирования.
  3. Задача

 

9.

  1. Примеры корреляционных функций второго порядка. Формула Зигерта для полей с гауссовской статистикой. Измерение пространственной когерентности второго порядка с помощью интерферометра Хэнбери Брауна - Твисса.
  2. 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.
  3. Задача

 

10.

  1. 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.
  2. Аналитический сигнал. Определение, назначение, отличие от комплексного сигнала. Квазимонохроматический сигнал.
  3. Задача

 

11.

  1. Применение классических корреляций при фантомном видении. Компьютерный ghost imaging и «вычислительная фотография».
  2. 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.
  3. Задача

 

12

  1. Корреляционная спектроскопия на основе измерения функции временной когерентности второго порядка. Временная корреляционная функция фототока и ее связь с автокорреляционной функцией теплового излучения.
  2. 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.
  3. Задача