第十七章：光子学基础

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第一节：光的量子性

一、光电效应与爱因斯坦光子学说

二、光的波粒二象性

第二节：光谐振腔的辐射模

一、谐振腔即其特性

二、腔模

第三节：光子的特性

一、光子的能量

二、光子的定位

三、光子的动量

四、光子的偏振

五、光子的自旋

第四节：光子流

一、光子简并度

      按照光的量子理论，光子是组成光辐射场的基本物质单元。组成辐射场的大量数目的光子分别处于不同的光子统计状态。

二、平均光子通量

三、光子通量的随机性

四、光子数的统计分布

第五节：光的量子态

一、光的量子态及其描述

二、相干态光

三、压缩态光

有许多光学现象不能用经典电磁理论解释，一般称为非经典光学现象，包括光子反群聚、亚泊松分布、压缩态等现象。这三个现象均得用光场的量子理论方能予以确认。

第六节：应用举例

一、量子保密通信

实现量子保密通信有两大技术关键——单光子脉冲技术和单光子探测技术。单光子是量子保密通信的基础，这是由量子力学基本原理中未知量子态不能完全被克隆的定理决定的。如果发射脉冲中含有两个或多个光子，那么窃听者就有可能截取多余光子进行检测而不被知晓。理想的方法是只发射单光子。下面主要介绍获得单光子源的原理。

二、光晶体激光器和光子晶体滤波器

三、光子学的应用前景