Введение

Автокорреляционные функции, реализуемые в оптике

В оптике различные функции автокорреляции могут быть экспериментально реализованы. Автокорреляция поля может использоваться для расчета спектра источника света, а автокорреляция интенсивности и интерферометрическая автокорреляция обычно применяются для оценки длительности ультракоротких импульсов, генерируемых импульсными лазерами. Длительность лазерного импульса сложно измерить оптоэлектронными методами, поскольку время отклика фотодиодов и осциллографов в лучшем случае составляет около 200 фемтосекунд, в то время как лазерные импульсы могут быть сгенерированы длительностью всего несколько фемтосекунд. В приведенных ниже примерах сигнал автокорреляции генерируется нелинейным процессом генерации второй гармоники (SHG). Для измерений автокорреляции также могут использоваться другие методы, основанные на поглощении двух фотонов, а также нелинейные оптические процессы более высокого порядка, такие как генерация третьей гармоники, при этом математические выражения для сигнала будут незначительно модифицированы, но базовая интерпретация автокорреляционной картины останется прежней. Подробное обсуждение интерферометрической автокорреляции приводится в нескольких известных учебниках.

Интерферометрическая автокорреляция

В качестве комбинации обоих предыдущих случаев, нелинейный кристалл может быть использован для генерации второй гармоники на выходе интерферометра Майкельсона в коллинеарной геометрии. В этом случае сигнал, зарегистрированный медленным детектором, называется интерферометрической автокорреляцией. Он содержит информацию о фазе импульса: интерференционные полосы на графике автокорреляции размываются по мере усложнения спектральной фазы.