광자는 특정 파장 $ \ lambda $를 갖습니다. $ 80 \ : \ text {MHz} $ 반복률로 모드 잠금 펄스를 만들었다 고 가정 해 보겠습니다. 즉, 펄스는 $ 13 \ : \ text {ns} $로 구분됩니다. 펄스 지속 시간은 $ 4 \ : \ text {ps} $입니다. 펄스의 주파수 범위가 매우 넓다는 것을 알고 있습니다. 하나의 펄스는 서로 다른 파장을 가진 많은 단색 파가 위상이 합쳐져서 (분산이없는 매체에서) 구성되어 있다고 상상할 수 있습니다. 따라서 피크 전력이 $ 100 \ : \ text {W} $이고 펄스의 광자 수를 계산하려면 각 파장의 가중치를 어떻게 가져야합니까? 아니면 단순히 중심 파장을 사용하여 계산해야합니까? 다른 구성 요소가 다른 에너지에서 역할을한다고 생각합니다.
이 질문의 전체 아이디어는 단일 광자 (약한 신호의)와 펄스 ()를 결합하여 단일 광자 상관 실험을 수행해야한다는 것입니다. 그러나 펄스를 감지하면 어떤 파장이 단일 광자를 상향 변환 할 수 있습니까? 펄스는 많은 광자가 더 해져서 구성되어 있다고 상상했습니다.
업데이트 : 제 친구는 펌프 펄스가 약한 신호의 광자와 결합하면 펄스의 중심 파장과 중심 파장이 결합 된 것이라고 제안했습니다. 새로운 주파수를 얻고 다른 파장 구성 요소를 필터링하여 단일 광자 감지를 수행 할 수 있습니다.
답변
레이싱은 양자 역학적 효과이며, 주파수는 전이에서 에너지 레벨 라인의 폭에서 매우 좁은 주파수 분포를 갖습니다. 선 너비는 이 링크 를 참조하세요.
그래서 레이저 빔에서 시간 간격의 에너지를 찾는 방법은 주파수 분포와 접힌 고전적인 전기장 제곱을 통합하는 것입니다. 즉, 해당 시간 간격에 대한 에너지를 얻습니다. 동일한 분포를 사용하여 평균 광자 주파수를 찾고 펄스의 에너지를 평균 광자 E = h * nu 에너지로 나눕니다. 그것은 Lorentzian 분포의 폭에 의해 주어진 오차를 가진 광자의 수를 제공해야합니다.
펄스는 엄청난 수의 광자로 구성 될 것입니다. (광자는 양자 역학 프레임 워크에 속합니다) 고전적인 분야를 구성하는 파동 함수의 중첩. QED를 알고있는 경우 이러한 상황이 어떻게 발생하는지 여기 에서 설명합니다.
단일 광자 측정 값은 여기에 표시됩니다.
답변
쉬운 접근 방식은 펄스의 총 에너지를 중심 광 맥동 시간으로 나누는 것입니다. $ \ hbar $ : $$ N_ {photons} \ approx \ frac {\ text {Total Energy of One Pulse}} {\ hbar \ omega_ {center}} = \ frac {\ int_0 ^ {+ \ infty} dt P_ {opt} (t)} {\ hbar \ omega_ {center}} $$
이 근사는 펄스 $ \ Delta \ omega $의 스펙트럼 폭이 중심 맥동 $ \ omega_ {center} $에 비해 작을 때 유지됩니다.
초단파 펄스 (펄스 감소 기간 및 스펙트럼 폭 증가)로 작업을 시작할 때 광자의 스펙트럼 맥동 분포를 고려해야 할 수 있으며,이를 통해 측정 할 수 있습니다. 예를 들어 광학 스펙트럼 분석기입니다.
Cheers
Answer
Femto의 펌웨어 엔지니어로 일했습니다. -두 번째 레이저 마이 타이. 이것은 업계에서 잘 알려진 레이저 인 쓰나미의 자동화 버전입니다.
프리즘의 경로에서 슬릿을 이동하여 주파수 또는 파장을 조정하고 개구부를 수정하여 대역폭을 조정합니다. 슬릿. 최대 효율은 800nm입니다.
주파수 분포는 가우시안으로, 800nm 위와 아래의 대칭 분포와 통계 수학에서 볼 수있는 모든 공정한 주사위와 유사한 모양을 설명합니다. 즉, 모두 동일한 주파수에있는 것처럼 광자의 수를 계산할 수 있습니다.
댓글
- I ' 답변이 아니라는 데 동의하지 않습니다. 질문의 일부는 " 파장의 확산을 어떻게 설명합니까? 중앙 값만 사용할 수 있습니까? " 및이 파장 / 주파수 분포의 중심 값을 사용해도 괜찮은 상황을 정의하는 대답입니다.