Классические и квантовые изображения

Программа

• Введение. Основные понятия квантовой теории, квантовых измерений и квантовой оптики. Место квантовой теории в современной физике. Принципиальная несводимость к классической статистической физикой.
• Теория оптических систем. Понятие изображения. Классификация, основные параметры и характеристики. Параксиальная оптика. Входные и выходные зрачки и люки. Поле изображения.
• Параметрическое рассеяние света в квантовой оптике. Формальное описание в представлениях Гейзенберга и Шредингера. Квантовая специфика. Роль физического вакуума. Многомодовые поля в пространстве и во времени. Реальные эксперименты. Практический аспект: безэталонная калибровка фотодетекторов. Фантомные изображения.
• Геометрическая оптика. Монохроматические и хроматические аберрации. Безаберрационные системы. Методы расчета. Синтез оптических систем. Оптическая регистрация быстпропротекающих процессов. Волновая оптика. Предельное пространственное разрешение дифракционно ограниченных систем. Каческтво изображений. Фурье оптика. Двухфотонная оптика: построение двумерных изображений и голография. Формирование квантовых изображений. Сверхразрешение. Компьютерная обработка методом редукции измерений. Мультиплицирование изображений в нелинейных кристаллах с распределенной доменной структурой. Повышение качества изображений.

Вопросы и задания по курсу

1. Изображения: определение, классификация.
2. Основные типы оптических устройств.
3. Квантовые изображения и субпуассоновский свет.
4. Рождение коррелированных пар частиц: электрон-позитронные пары, бифотоны. Тройки и четверки коррелированных фотонов, трехкубитовые и четырехкубитовые состояния.
5. Квантовая оптическая криптография.
6. Фантомные изображения.
7. Качество изображений, предельное пространственное разрешение.

Литература

1. Борн М, Вольф Э. Основы оптики. М. : Наука. 1973. 720 с.
2. Белинский А.В. Квантовые измерения. М.: БИНОМ. 2015, - 185с.
3. Мандель Л., Вольф Э. Оптическая когерентность и квантовая оптика. М: Физматлит. 2000, 896с.
4. Белинский А.В., Шульман М.Х. Квантовая специфика нелинейного светоделителя. Успехи физических наук, 2014 том 184, № 10, с. 1135-1148.
5. Квантовое изображение. / перевод под ред. Чиркина А.С. М.: Наука. 2009. 328 с.
6. Белинский А.В., Маркина Е.С. Фильтрация фотонных шумов нелинейным интерферометром. Оптика и спектроскопия, 2015 том 118, № 3, с. 459-468.