室温单分子/聚合体单光子源的光子统计特性

论文摘要

本文在介绍基于三能级结构单分子光子源的基本原理和单光子统计测量的基础上,具体进行了以下四个方面的研究: （1） 理论上研究了利用Hanbury-Brown-Twiss（HBT）探测方法来记录两个单光子计数器响应的单分子光子源输出的每一个事件,给出了单脉冲的统计分布Mandel参数Q（T）的特点。同时利用ON（?）OFF动态模型对单分子光子源强度涨落进行了分析。 （2） 理论研究了基于HBT探测方式的单光子源,利用单光子和双光子统计几率PRS（1）、PRS（2）,直接测量单分子光子源的信号背景比。在研究过程中同时考虑到单分子布居于暂稳态和探测器量子效率对测量结果的影响。在满足PRS（1）>>2(PRS（2）1/2)-3PRS（2）的条件时,研究给出了一种有效测量信号背景比的方法SBR=P2RS（1）/2PRS（2）,并分析讨论了Mandel参数Q与信号背景比之间的关系。 （3） 研究了具有泊松统计背景的实际单分子光子源与理想双分子系统的光子统计特性,通过分析比较二者在具有相同平均光子数（?）时的Mandel参数,研究给出一种利用双光子的统计概率P（2）判别单分子的方法为P（2）<(2-((4-2（?）1/2)2/2。同时研究了基于单分子光子源的信号/背景比对测量结果的影响。 （4） 研究非理想探测系统对光子统计测量的影响。建立了一个非理想探测系统的光子统计测量的简单模型,给出了非理想探测系统下的单光子源Mandel参数的精确表达,并给出一个二次函数对单光子源的非理想探测进行校正。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 第二章 单分子光子源的单脉冲Mandel参数
• 2.1 单分子光子源的二阶关联函数
• 2.2 单脉冲光子统计
• 2.2.1 死区时间的影响
• 2.2.2 利用相干光进行标定
• 2.2.3 单脉冲Mandel参数
• 第三章 单分子光子源的光子统计
• 3.1 ON-OFF模型
• 3.2 单分子的光子计数识别
• 3.2.1 基于HBT光子统计概率及单分子光子源的Mandel参数
• 3.2.2 理论分析与讨论
• 3.2.3 结论
• 3.3 单分子光子源的信号背景比的测量
• 3.3.1 光子统计几率与SBR
• 3.3.2 结果分析
• 3.3.3 结论
• 第四章 非理想探测系统中单光子源的光子统计特性
• 4.1 非理想探测的模型
• 4.2 非理想探测中的单事件光子统计
• 4.2.1 相干源的光子统计特性
• 4.2.2 实际单光子源的光子统计特性
• 4.3 结论
• 总结与展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢
• 承诺书