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噪声共振连续激发下单光子发射器的相关函数

DOI：10.1103/PhysRevA.99.013842 期刊：Physical Review A 出版年份：2019 更新时间：2025-09-24 01:37:23
摘要： 为表征光源的统计特性与不可区分性，通常采用各类干涉仪测量发射场的关联函数。本文提出一个理论框架，用于计算受实际噪声连续波激励激光器共振驱动的两能级系统的关联函数。我们获得了正确计入噪声激励源各贡献项的一阶和二阶自相关函数的解析表达式。研究表明：即使在低功率条件下，噪声源仍对两能级系统动力学产生显著影响——这是简化模型未能预见的。对于脉冲激励条件下的光子不可区分性表征，通常通过Hong-Ou-Mandel干涉仪测量的零延迟强度关联值实现。我们证明该指标在连续波激励条件下并不适用，并引入基于光子不可区分性概率诠释的优良指标——聚结时间窗。最终利用该时间窗量化了噪声连续波激励对光子不可区分性的影响。
作者： E. Baudin，R. Proux，M. Maragkou，Ph. Roussignol，C. Diederichs
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研究概述 实验方案

研究目的

为建立噪声共振连续激发下两能级系统关联函数的理论计算框架，并引入连续波体制下光子不可区分性的新评价指标。

研究成果

该研究为理解噪声环境中共振连续激励的关联函数提供了全面的理论框架，揭示了噪声对二能级系统动力学的重要影响。研究引入了"凝聚时间窗口"这一稳健指标来表征连续波条件下的光子不可区分性——该指标与激光相干时间成正比，在弹性散射和寿命受限条件下达到最大值。这为量子光学应用中的单光子源特性表征与比较提供了更优方法。

研究不足

该理论框架仅适用于特定体系（如BPP和准绝热体系），并假设高斯噪声统计等特定条件。其未涵盖所有可能的噪声类型或实验缺陷，且分析主要适用于弱驱动条件。

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