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本论文设计了利用CCD(charge coupled devices)和图像采集卡进行关联测量的采集计算系统(简称CMS)。在此基础上,我们利用热光的二阶关联性质,研究了类热光的HBT(Hanbury-Brown and Twiss)效应、亚波长干涉和关联成像效应,最后我们还验证了互补性原理。
我们利用CCD和图像采集卡等设备改进了原有的实验条件。CCD像元的尺寸很小,像元间的距离也很小,因此大大提高了实验设备的分辨率。使用CCD探测器和图像采集卡记录数据,缩短了采集时间,也保证了采样的同步性。
热光可以模拟量子纠缠的鬼成像、鬼干涉和亚波长干涉等效应。本文中以动态光折变扇形散射光为类热光源,完成了热光的HBT、亚波长干涉和关联成像实验。动态扇形散射光是在晶体中产生的,从某种意义上讲它不是人为制备的。它具有关联时间长和空间频率带宽大的特点,是一种较好的类热光源。
互补性原理通常被认为是一种微观现象。根据量子力学理论的观点,光源发出的光子,同时经过两条路径(双缝)到达探测平面,就会发生干涉。若是对通过双缝的光子进行测量,确定其通过路径,则此时强调了物质的粒子性,干涉条纹消失。我们以激光照亮低速旋转的毛玻璃后所形成的类热光为光源,当不对光子所走路径进行探测时,对双缝后面的光场进行二阶关联测量,会得到清晰的干涉条纹,此时体现了物质的波动性;当我们对光子所走的路径进行探测时,发现干涉条纹消失,体现了物质的粒子性,验证了互补性原理。