フォトニクスにおける量子ノイズ

ノイズ現象を支配する基本的な方程式は、基本原理から導き出され、光通信の例に適用されます。量子ノイズは、光周波数における電子の運動量変動と電磁場の不確実性に関連した変動という二つの源から生じます。ショットノイズは、信号場とノイズ源のビーティングから生じます。高利得増幅器では、自発放出ノイズがショットノイズを支配し、少なくとも3 dBのノイズフィギュアをもたらします。高出力時に、レーザ場とレーザノイズ源がどのように古典的になるかが明示されます。オープンキャビティのレーザにおけるノイズの増加は、かつて考えられたように自発的放出の増強によるものではなく、シングルパス増幅によるものです。ノイズ場と自発的電流はガウス分布を持ち、非レーザモードは指数的な光子数分布を持ちます。低周波数の強度変動はレーザを駆動する電流から発生し、ショットノイズとは対照的にポアソン分布を持たないサブポアソン的なものである可能性があります。計算ツールは、場演算子のための波動方程式と、キャリア数演算子のための速度方程式であり、それぞれ自発電流ノイズ源を含んでいます。これらの源の相関関数は、ゆらぎ-散逸定理によって決定されます。S0034-6861(96)00503-X