розділ статистичної оптики, що вивчає мікроструктуру світлових полів і оптич. явища, в яких брало видно квант. природа світла. Подання про квант. структурі випромінювання введено ньому. фізиком М. Планком в 1900.
Статистич. структуру інтерференція. поля вперше спостерігав С. І. Вавилов (1934), їм же запропонований термін «мікроструктура світла».
Світлове поле - складний фіз. об'єкт, стан догрого визначається нескінченним числом параметрів. Це відноситься і до монохроматичного випромінювання, до-рої при класичні. описі характеризується повністю амплітудою, частотою, фазою і поляризацією. Завдання повного визначення стану світлового поля не може бути вирішена через непереборні технічні. труднощів, пов'язаних з нескінченним числом вимірювань параметрів поля. Доповнить. складності у вирішення цього завдання вносить істотно квант. хар-р вимірювань, т. к. вони пов'язані з реєстрацією фотонів фотодетекторами.
Успіхи лазерної фізики і вдосконалення техніки реєстрації слабких світлових потоків визначили розвиток і завдання К. о. Долазерние джерела світла за своїми статистич. св-вам однотипні генераторів шуму, що має гауссовское розподіл. Стан їх полів практично повно визначається формою спектра випромінювання і його інтенсивністю. З появою квант. генераторів і квант. підсилювачів К. о. отримала в своє розпорядження широкий асортимент джерел з дуже різними, в т. ч. НЕ гауссовский, статистич. хар-ками.
Найпростіша хар-ка поля - його пор. інтенсивність. Більш повна хар-ка ф-ція просторово-часового розподілу інтенсивності поля, що визначається з експериментів по реєстрації в часі фотонів одним детектором. Ще більш повну інформацію про стан поля дають дослідження квант. флуктуації його разл. величин, к-які вдається частково визначити з експериментів по спільній реєстрації фотонів поля дек. приймачами, або при дослідженні Багатофотонні процесів в в-ве.
Центр. поняттями в К. о. визначальними стан поля і картину його флуктуації, явл. т. н. кореляційні ф-ції або польові корелятори. Вони визначаються як квантовомеханіч. середні від операторів поля (див. КВАНТОВА ТЕОРІЯ ПОЛЯ). Ступінь складності корреляторов визначає ранг, причому, чим він вищий, тим більш тонкі статистич. св-ва поля їм характеризуються. Зокрема, ці ф-ції визначають картину спільної реєстрації фотонів в часі довільним числом детекторів. Кореляційні ф-ції відіграють важливу роль в нелінійній оптиці. Чим вище ступінь нелінійності оптич. процесу, тим більш високого рангу корелятори необхідні для його опису. Особливе значення в К. о. має поняття квантової когерентності. Розрізняють часткову і повну когерентність поля. Повністю когерентная хвиля за своєю дією на системи максимально подібна класичні. монохроматічен. хвилі. Це означає, що квант. флуктуації поля когерентної хвилі мінімальні. Випромінювання лазерів з вузькою спектральної смугою близько за своїми хар-кам до повністю когерентного.
Дослідження кореляції. ф-ций вищих порядків дозволяє вивчати фіз. процеси в випромінюючих системах (напр. в лазерах). Методи К. о. дають можливість визначати деталі межмол. вз-ствнй зі зміни статистики фотоотсчётов при розсіянні світла в середовищі.
- розділ оптики, що вивчає статистич. властивості світлових полів і квантове прояв цих властивостей в процесах взаємодії світла з речовиною. Подання про квантової структурі випромінювання введено М. Планком (М. Planck) в 1900. Світлове поле, як і будь-який фіз. поле, в силу своєї квантової природи є об'єктом зі статистичними, т. е. його стан визначається в імовірнісному сенсі. З 60-х рр. почалося інтенсивне вивчення статистич. 1,1 (x1. X2). У загальному випадку детальне визначення стану поля вимагає знання кореляції. ф-ций більш високих порядків (рангів). Стандартною формою корреляторов, обумовленої її зв'язком з реєстрацією поглинання фотонів, прийнята нормально-упорядкована:
в якій всі п операторів народження стоять лівіше всіх га операторів знищення Порядок коррелятора дорівнює сумі n + m .Практіческі вдається дослідити корелятори невисоких порядків. Найчастіше це коррелятор G 2,2 (х1, х2; х2, х1), к-рий характеризує флуктуації інтенсивності випромінювання, його знаходять з експериментів по спільному рахунку фотонів двома детекторами. Подібно до цього визначається коррелятор G n, n (x1,. Х п; х п. .x1) з реєстрації відліків фотонів п приймачами або з даних n -фотонного поглинання. n, m з п № т можливо тільки в нелінійних оптичних. експериментах. У стаціонарних вимірах умова незмінності коррелятора G n, m в часі вимагає виконання закону збереження енергії:
де w 6 частоти гармонік операторів відповідно. Зокрема, G 2, l знаходять з просторової картини інтерференції трьоххвилеві взаємодії в процесі знищення одного і народження двох квантів (див. Взаємодія світлових хвиль). З нестаціонарних корреляторов особливий інтерес представляє G 0,1 (x), що визначає напруженість квантового поля. Величина | G 0,1 (x) | 2 дає значення інтенсивності поля тільки в спец. випадках, зокрема для когерентних полів. 2 (a - a0) = d [Re (a-a0)] d [Im (a -a0)] -
двовимірної d-ф-цією в комплексній площині a. Теплові класичні. поля характеризуються покладе. ф-цією (що і описує группіровкув них). Для квантових полів Р (a) - ф-ція речова, але в кінцевій області аргументу а вона може приймати отрицат. значення, тоді вона являє т. н. щільність квазівероятності. Статистика фотоотсчётов у полів з точно заданим числом N> 1 фотонів в моді Pn = dnN (dnN - Кронекера символ) є суттєво некласичної. Для цього стану g = 1 - 1 / N, що відповідає отрицат. кореляції: g- 1 <0. Такие случаи наз. в К. о. антигруппировкой фотонов, к-рую можно объяснить тем, что поглощение фотона одним из детекторов уменьшает вероятность фотоотсчёта в другом. Эффект антигруппировки наблюдается и в свете, резонансно рассеянном одним атомом. В этом случае регистрируемые кванты спонтанно рождаются в среднем через определ. интервалы времени и вероятность одноврем. рождения двух квантов равна нулю, что и даёт нулевую вероятность их одноврем. регистрации.