フォトンの波長は$ \ lambda $です。 $ 80 \：\ text {MHz} $の繰り返し率でモードロックパルスを作成したと想像してください。つまり、パルスは$ 13 \：\ text {ns} $で区切られています。パルス幅は$ 4 \：\ text {ps} $ですが、パルスの周波数範囲が非常に広いことを理解しています。想像できるように、パルスは、（分散のない媒体で）同相で加算される異なる波長の多くの単色波で構成されています。したがって、ピークパワーが$ 100 \：\ text {W} $で、パルス内の光子の数を計算したい場合、各波長の重みをどのように取る必要がありますか？または、中心波長を使用して単純に計算する必要がありますか？他のコンポーネントが異なるエネルギーで役割を果たすと思います。
この質問の全体的な考え方は、（弱い信号からの）単一光子とパルス（弱い信号からの）を組み合わせて単一光子相関実験を行う必要があるということです。強力なポンプから）、しかし、パルスを検出した場合、どの波長が単一光子をアップコンバートするのでしょうか？パルスは多くの光子が足し合わされて構成されていると想像しました。
更新：私の友人は、ポンプパルスが弱い信号からの光子と組み合わされると、パルスの中心波長と中心波長が組み合わされると提案しました。光子の、新しい周波数を取得し、他の波長成分をフィルターで除去して、単一光子検出を行うことができます。
回答
レーザー発振は量子力学的効果であり、周波数は遷移のエネルギー準位線の幅から周波数に非常に狭い分布を持っています。線幅については、このリンクを参照してください。
したがって、レーザービームの時間間隔のエネルギーを見つけるために私が扱う方法は、度数分布で折りたたまれた古典的な電界を積分することです。つまり、その時間間隔のエネルギーを取得します。同じ分布を使用して平均光子周波数を見つけ、パルス内のエネルギーを平均光子E = h * nuエネルギーで除算します。これにより、ローレンツ分布の幅によって与えられる誤差のある光子の数が得られるはずです。
パルスは、膨大な数の光子で構成されます（光子は量子力学フレームワークに属します）。古典場を構成するそれらの波動関数の重ね合わせ。 QEDを知っている場合、これがどのように発生するかについては、ここで説明しています。
単一光子の測定値はここに表示されます。
回答
簡単なアプローチは、パルスの総エネルギーを取り、それを中心の光脈動時間で割ることです$ \ hbar $：$$ N_ {photons} \ approx \ frac {\ text {Total Energy of 1パルス}} {\ hbar \ omega_ {center}} = \ frac {\ int_0 ^ {+ \ infty} dt P_ {opt}（t）} {\ hbar \ omega_ {center}} $$
この近似は、パルス$ \ Delta \ omega $のスペクトル幅が中心の脈動$ \ omega_ {center} $と比較して小さい場合に当てはまります。
超短パルス（パルスの持続時間が減少し、そのスペクトル幅が増加する）で作業を開始するときは、光子のスペクトル脈動分布を考慮する必要がある場合があります。これは、次の方法で測定できます。たとえば、光スペクトラムアナライザ。
乾杯
回答
私はフェムトのファームウェアエンジニアとして働いていました。 -2番目のレーザーマイタイ。これは、業界でよく知られているレーザーである津波の自動化バージョンです。
周波数または波長は、プリズムの経路にスリットを移動することによって調整され、帯域幅は、スリット。最大効率は800nmです。
度数分布はガウス分布で、800 nmの上下の対称分布と、統計数学で見られるあらゆる公正なサイコロに似た形状を表しています。これは、すべて同じ周波数であるかのようにフォトンの数を計算できることを意味します。
コメント
- I 'これが無回答であることに同意するかどうかはわかりません。質問の一部は、"波長の広がりをどのように説明するかです。中心値を使用できますか？"とこれは、波長/度数分布の中心値を使用しても問題がない状況を定義する回答です。