Глава 8. КОРРЕЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ВЫСШЕГО ПОРЯДКА

8.1. Введение

В предыдущих главах мы, в основном, имели дело с простейшими когерентными эффектами оптических полей, а именно, с теми, которые зависят от корреляций полевой переменной в двух пространственно-временных точках Как мы видели, к этим эффектам относятся наиболее простые когерентные явления, такие, как интерференция, дифракция и излучение флуктуирующих источников.

В этой главе мы обобщим теорию на более сложные ситуации, которые должны описываться корреляциями более высокого порядка, т.е. корреляциями полевых переменных в более чем двух пространственно-временных точках или математическими ожиданиями, содержащими различные степени и произведения полевых переменных. Такие ситуации приобрели большое значение в связи с развитием лазерной и нелинейной оптики. Основное различие между статистическими свойствами теплового света и лазерного света можно в действительности понять, только выходя за рамки элементарной корреляционной теории второго порядка.

Многие когерентные явления высшего порядка наиболее четко проявляют себя в процессе фотоэлектрического детектирования, который может быть адекватно описан только квантовой теорией детектирования или с учетом квантовых свойств поля, что и будет сделано в последующих главах. Однако, в силу того, что поле все еще описывается классически в полуклассической теории детектирования света и также потому, что классическое описание поля создает естественное препятствие квантовому описанию полевых корреляций, мы теперь обсудим в общем корреляции поля всех порядков на основе классической теории флуктуирующего волнового поля. Целесообразность этого описания станет очевидной в гл. 12.