北京师范大学物理学系2024 学年春季学期近代物理实验Ⅱ实验报告实验名称： 热光的关联成像 指导老师： 廖 红 波 学生姓名： 田飞（物理学系 2024 级本科生） 学生学号： 2024111410 实验时间： 2024 年 5 月 8 日 下载后可任意编辑热光关联成像May 8, 2024摘要本实验利用热光关联成像理论，首先进行了 HBT 实验，测量了最大的二阶关联系数为 1.356，探究了移动距离和二阶关联系数的变化之间的关系。在此之后我们利用关联成像的原理，测出了二阶关联函数的值，并做出了其随位置的变化图像，根据关联成像高斯公式，得到了两个孔之间的距离为 2.5mm；再通过光放大的方法测量了小孔之间的宽度为 2.422mm，得到结果很接近，由此验证了关联成像公式。关键词 多模热光 关联成像 HBT 实验 关联函数 1 引言1995 年，史砚华等人利用自发参量下转换产生的纠缠光子对实现“鬼成像”。利用双光子纠缠态满足动量守恒定律，两个光子空间波矢存在关联这一性质，将纠缠的两个光子分别送到两个不同的光学线性传输系统中，这两个系统分别被称为取样臂和参考臂．光在取样臂中先经过成像元件，然后照亮一个待成像的物体，物光由一个桶探测器进行探测．在参考臂的探测平面上通过扫描光纤来实现空间各点的探测。直接测量两个系统的输出强度分布不能得到这个物体的信息，然而通过合理安排这两个光学系统，并在它们的输出乎面进行符合测量，就可以得到物体的像。鬼成像实验证明了纠缠双光子不仅可以传递量子信息，而且可以用特别的方式传递经典信息。随着讨论的深化，人们逐渐认识到利用经典热光源可以模拟量子纠缠光的部分性质，实现关联成像。传统光学认为，当单色光以确定的方向照射双缝时，可以观察到干涉条纹．假如单色光照射双缝的方向完全随机时，干涉条纹将消逝，因为混乱无序的光线传播方向破坏了光的相干性，这很容易用实验来证明．之后两个实验组报道了采纳晶体自发参量下转换产生的纠缠光子对为光源照射到双缝上，采纳双光子符合测量可以观察到干涉条纹，并且条纹间隔如同经典下转换光波长的 1/2 的光源形成的普通干涉条纹一样．这一现象被称为亚波长干涉或量子光刻。我系汪凯戈讨论小组首先讨论了高增益自发参量下转换光的双缝干涉，发现在含有大量光子的强纠缠光作用下，亚波长干涉效应仍然存在．他们通过实验证明，横向传播方向无序的热光源可以实现高阶双缝干涉．尽管单个探测器的强度分布是均匀的，处于不同位置的两...
