光的偏振对热光关联成像的影响

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1、物理学报ActaPhys．Sin．Vol．60，No．6(2011)064209*光的偏振对热光关联成像的影响张二峰戴宏毅(国防科学技术大学理学院物理系，长沙410073)(2010年6月24日收到;2010年8月2日收到修改稿)根据完全偏振光的不同偏振态和部分偏振光的不同偏振度对二阶关联函数的影响，利用统计光学理论研究了光的不同偏振性质对关联成像的可见度和信噪比的影响．研究表明，光的偏振对热光关联成像的影响体现在部分偏振光的不同偏振度上，关联成像的可见度是偏振度的二次函数，由二阶关联函数方法得到的信噪比随着偏振度增大而提高，而利用减去背景项的二阶关联函数以及二阶相干度方法得到的信噪比

2、均与偏振度无关．关键词:关联成像，偏振，可见度，信噪比PACS:42.50.Ar，42.30.Va，77.22.Ej差别，指出热光源类似于一个相位共轭镜可以实现［9］1.引言无透镜成像;随后，Zhang等利用真热光源在实验上实现了关联成像．［1］20世纪80年代末，前苏联学者Klyshko根据近年来，热光关联成像引起了国内外学者的广［4—12］自发参量下转换光子对的纠缠行为，提出了关联成泛关注，然而热光关联成像存在背景项，导致［2］像方案．1995年，Pittman等首次在实验上借助于其可见度较低，且热光关联成像不可避免的存在噪自发参量下转换光子对实现了双光子纠缠源的关声．这些问题都对热

3、光关联成像的实际应用带来了［13］联成像．由于纠缠光子对成像是利用量子纠缠坐挑战．针对光是一种横波，存在偏振现象，Liu等标、动量关联的特点设计的，因此，人们很自然地认研究了光的偏振对热光HBT效应的影响，但是热光为关联成像是一种量子现象，只有量子纠缠才能实的偏振对关联成像会产生什么样的影响呢?这一［3］问题国内外文献还罕见报道．我们将根据完全偏振现关联成像．2001年，Abouraddy等研究了双光子成像中量子纠缠的作用，认为成像系统中纠缠光子光的不同偏振态和部分偏振光的不同偏振度对二所表现出的效应是其他双光子源所不能模拟的，纠阶关联函数的影响，利用统计光学的理论，通过对缠是获得关联成

4、像的先决条件．关联成像探测面上的光强进行离散化处理来研究经典关联的光能否实现关联成像实验，这样的光的不同偏振性质对关联成像的可见度和信噪比［4］的影响．这将对关联成像的理论研究和实际应用具问题还是引发了人们的思考．2002年，Bennink等首次利用经典关联的光进行了关联成像实验，否认有重大意义．了量子纠缠是关联成像的必要条件．2004年，Gatti［5］2．关联成像的基本理论等证明了经典关联光能够实现纠缠双光子的一［6］些奇特效应;同年，Cheng等在理论上提出了用经［14］典关联光进行无透镜傅里叶变换成像的方案，讨论热光关联成像原理如图1所示，其中D1代了其在X射线衍射方面的应用．2

5、005年，Valencia表桶探测器，用于接收通过物体的总光强，而D2是［7］等在实验上得到了经典赝热光源的关联成像，并一扫描点探测器或电荷耦合器件(charge-coupled且提出了经典关联成像的高斯薄透镜成像方程;device，简记为CCD)，用于对光强进行分辨率测量，［8］Cao等通过比较热光和量子纠缠光成像公式中的dA和dB分别表示热光源到待测物体和探测器D2*国家自然科学基金(批准号:11074307，10774192)和华东师范大学精密光谱国家重点实验室开放研究基金资助的课题．通讯联系人．E-mail:hydai@nudt．edu．cn2011中国物理学会Chinese

6、PhysicalSocietyhttp://wulixb．iphy．ac．cn064209-1物理学报ActaPhys．Sin．Vol．60，No．6(2011)064209的距离，关联器用于计算两个探测器所探测到光强息，但是右边的第一项对成像不起作用，所以关联的二阶关联函数．成像存在背景项，其可见度小于1．上面讨论的是线偏振热光．其他偏振形式的热光对关联成像会产生什么样的影响呢?为了研究光的偏振对关联成像的影响，我们首先分析其对二阶关联函数的影响．3.光的偏振对二阶关联函数的影响3.1.完全偏振光的不同偏振态对二阶关联函数的影响图1热光关联成像原理图完全偏振光分为线偏振光、椭圆偏振光和

7、圆偏利用相干激光照射旋转的毛玻璃产生赝热振光．完全偏振光可以分解为相互正交的线偏振p光，然后再经过一个50∶50分束器把产生的赝热光和s光，其光场分别为Ep和Es，相应的瞬时光强光分成两束:其中一束照射待成像物体，再用探测分别为Ip和Is．令器D1对透过待成像物体的光强进行桶测量;另外±iπ/2E=aEe，(4)ps一束照射探测器D2，对其做分辨率测量．最后对两其中a为实数，表示p光与s光的振幅比．特别的，束光进行光强符合测量，当赝