El fotón tiene una longitud de onda específica. . Imagina que creamos un pulso de modo bloqueado, con tasa de repetición, es decir, los pulsos están separados por . La duración del pulso es , entiendo que el pulso tiene un rango de frecuencia muy amplio. Uno puede imaginar, un pulso se compone de muchas ondas monocromáticas con diferentes longitudes de onda que se suman en fase (en un medio sin dispersión). Entonces, si la potencia máxima es y deseo calcular la cantidad de fotones en un pulso, ¿cómo se supone que debo tomar la ponderación de cada longitud de onda? ¿O debería uno simplemente calcular usando la longitud de onda central? Creo que otros componentes juegan un papel en diferentes energías.
La idea general de esta pregunta es que tengo que hacer un experimento de correlación de un solo fotón combinando un solo fotón (de la señal débil) con un pulso (de la bomba fuerte). Sin embargo, si uno detecta el pulso, ¿cómo podría uno qué longitud de onda? convierte el fotón único? Imaginé que el pulso se compone de muchos fotones que se suman.
Actualización: mi amigo propuso que si el pulso de la bomba se combina con el fotón de una señal débil, tiene la longitud de onda central del pulso combinada con la longitud de onda central del fotón, para obtener una nueva frecuencia, y puede filtrar otros componentes de longitud de onda , para hacer una detección de un solo fotón.
El láser es un efecto mecánico cuántico, y la frecuencia tiene una distribución de frecuencia muy estrecha desde el ancho de las líneas de nivel de energía en las transiciones. Vea este enlace para anchos de línea.
Entonces, la forma en que trataría de encontrar la energía de un intervalo de tiempo en un rayo láser es integrar el campo eléctrico clásico doblado al cuadrado con la distribución de frecuencia, es decir, obtener la energía para ese intervalo de tiempo. Encuentre la frecuencia fotónica promedio, usando la misma distribución, y divida la energía en el pulso por la energía fotónica promedio E=h*nu. Eso debería dar el número de fotones con un error dado por el ancho de la distribución lorentziana.
Un pulso estaría compuesto por una enorme cantidad de fotones, (un fotón pertenece al marco de la mecánica cuántica), en superposición de sus funciones de onda formando el campo clásico. Si conoce QED, aquí se explica cómo sucede esto .
Aquí se muestran las mediciones de un solo fotón .
Un enfoque fácil es tomar la energía total del pulso y dividirla por los tiempos de pulsación óptica central. :
Esta aproximación se mantiene cuando el ancho espectral del pulso es pequeño en comparación con la pulsación central .
Cuando comience a trabajar con pulsos ultracortos (la duración del pulso disminuye y su ancho espectral aumenta), es posible que deba tener en cuenta la distribución de pulsaciones espectrales de sus fotones, que podría medir a través de un analizador de espectro óptico, por ejemplo.
Salud
Trabajé como ingeniero de firmware para el láser de femtosegundo Maitai. Esta es la versión automatizada del tsunami, un láser muy conocido en la industria.
La frecuencia o longitud de onda se ajusta moviendo una rendija en la trayectoria de un prisma y el ancho de banda se ajusta modificando la apertura de la rendija. La eficiencia máxima es a 800 nm.
La distribución de frecuencia es gaussiana y describe una distribución simétrica por encima y por debajo de 800 nm y una forma similar a cualquier dado justo como se ve en las matemáticas estadísticas. Esto significa que puede calcular la cantidad de fotones como si todos estuvieran en la misma frecuencia.
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