理工论文关联光学新进展

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2、研究进展，以及其中涉及的争论问题.关键词双光了纠缠，热光关联，量了成像ProgressincorrelatedopticsWANGKai

3、Ge1,CAODe

4、Zhong2XI0NGJun1(1DepartmentofPhysics,AppliedOpticsBeijingAreaMajorLaboratory,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China)(2InstituteofScienceandTechnologyforOpto

5、Electronic

6、Information,YantaiUniversity,Yantai264005,China)AbstractWediscussinbriefsomeinterestingopticalexperimentsbasedonintensitycorrelationmeasurement,suchasghostimaging,ghostinterference,sub

7、wavelengthinterferenceandnonlocaldouble

8、slitinterference,perfoimedw

9、ithbothentangledtwo

10、photonstatesgeneratedbyspontaneousparametricdown

11、convcrsion,andwiththermallight.Somedebatesinthistopicarealsomentioned.Keywordstwo

12、photonentanglement,correlationofthermallight,quantumimaging1引言光学成像和干涉是我们熟知的基本物理现象，它反映了波的本性.自上世纪80年代以

13、来，在对非线性晶体的口发参量卜•转换过程产生的双光子纠缠态进行的理论和实验研究中，发现了一些新的光学现象，女r鬼”成像、“鬼"干涉和亚波长干涉等.这些奇特的物理效应更新了我们对光现象认识的传统观念，为开拓新的光信息技术提供了可能.由于光源具有量子纠缠特征，人们口然将Z归于量子纠缠态的非定域性(nonlocality)方面，干涉要求光源具冇相十性.最近一系列的研究结果表明，“鬼”成像、“鬼叶涉和亚波长十涉也町以用非相十的热光源通过强度关联來实现.这种相似性引发了关于量子纠缠和经典关联的争论，这也是自电子顺

14、磁共振Einstcin-Podolsky-Roscn(EPR)Jffi论［1］提出以来，物理学界经久不息的议题的延续.新现象的观察是基于强度涨落的关联测量(対双光子态而言，称为符合测量)，而不是强度本身.实际上强度关联的方法早在半世纪前就由Hanbuiy-Brown和Twiss(HBT)提出［2］,用以替代迈克尔孙干涉仪测量星体的角尺寸.为此我们将基于强度关联的光学现象称为关联光学.有些学者称其为双光子成像或量子成像.2关联光学的基本原理传统的光学观察是基于光场的强度分布测虽.关联光学则基于光场的强度的

15、关联测量,测量装置如图1所示•从光源发出的光被分束器分成两部分：一部分经过参考系统，用脉冲响应函数hl(xl,xO)表示;另一部分经过信号系统，用脉冲响应函数h2(x2,xO)表示.光源输出平面、参考系统和信号系统探测平面的横向位置坐标分别用xO,xl和x2表示.光场强度关联测量由两个系统输出平面上的探测器分别记录强度，输入关联器作乘法运算，再对乘积进行多次平均后得到强度关联分布.输出光场的关联性质取决丁•光源光场的关联•当E1和E2nJ以对易吋(例如对丁•满足经典统计的光场或满足xl工x2的量了光场)

16、，该二阶关联函数等同于强度关联，即G(2)(xl,x2)=.比较(2)式和(3)式可以看出,一般情况下,H〈11(x1)〉〈12(x2)〉，称为光场具有强度关联，否则称两光场的强度独立.显然在强度独立的情况下，二阶关联函数不可能给出任何多于强度木身的信息，例如相干光源就属于这种情况.然而对于某些光源来说，光路屮的信息在强度分布中被抹去，却可以在强度关联屮再现，这是关联光学的物理基础•下