СТАТИ́СТИКА ФОТООТСЧЁТОВ

СТАТИ́СТИКА ФОТООТСЧЁТОВ, ве­ро­ят­но­ст­ное опи­са­ние по­то­ка со­бы­тий (от­счё­тов), ре­ги­ст­ри­руе­мых фо­то­де­тек­то­ра­ми. По­ток фо­то­от­счё­тов оп­ре­де­ля­ет­ся рас­пре­де­ле­ни­ем ин­тен­сив­но­сти све­то­во­го по­ля в фик­си­ро­ван­ной точ­ке про­стран­ст­ва. Ме­тод счё­та фо­то­нов при­меня­ет­ся при ре­ги­ст­ра­ции сла­бо­ин­тен­сив­ных све­то­вых по­то­ков. От­клик на внеш­нее из­лу­че­ние за­ви­сит от уст­рой­ст­ва фо­то­де­тек­то­ра (ФД), а флук­туа­ции ре­ги­ст­ри­руе­мо­го элек­трич. сиг­на­ла не­сут ин­фор­ма­цию о ста­ти­стич. свой­ст­вах вход­но­го из­лу­че­ния.

Раз­ли­ча­ют счёт­ные и ана­ло­го­вые ФД. На вы­хо­де счёт­ных ФД, к ко­то­рым от­но­сят­ся ла­вин­ные дио­ды и фо­то­элек­трон­ные ум­но­жи­те­ли (ФЭУ), воз­ни­ка­ют им­пуль­сы, ср. чис­ло ко­то­рых в еди­ни­цу вре­ме­ни про­пор­цио­наль­но ср. ин­тен­сив­но­сти из­лу­че­ния. Важ­ной ха­рак­те­ри­сти­кой та­ких ФД яв­ля­ет­ся кван­то­вая эф­фек­тив­ность; они об­ла­да­ют вы­со­кой чув­ст­ви­тель­но­стью и низ­ким зна­че­ни­ем тем­но­во­го шу­ма. Из­ме­ряя мно­го­крат­но чи­с­ло им­пуль­сов m за фик­си­ро­ван­ный ин­тер­вал вре­ме­ни, мож­но ис­сле­до­вать функ­цию рас­пре­де­ле­ния фо­то­от­счё­тов P(m).

Ана­ло­го­вые де­тек­то­ры вы­да­ют фо­то­ток, про­пор­цио­наль­ный мгно­вен­ной ин­тен­сив­но­сти па­даю­ще­го све­та. С их по­мо­щью мож­но ре­ги­ст­ри­ро­вать спектр флук­туа­ций то­ка и, со­от­вет­ст­вен­но, спектр флук­туа­ций ин­тен­сив­но­сти по­ля.

Да­же при кван­то­вой эф­фек­тив­но­сти ФД 100% и по­сто­ян­ной ин­тен­сив­но­сти по­ля чис­ло фо­то­элек­тро­нов в пре­де­лах од­ной вы­бор­ки флук­туи­ру­ет. При этом флук­туа­ции фо­то­то­ка рас­смат­ри­ва­ют­ся как про­яв­ле­ние кван­то­вых флук­туа­ций по­ля, свя­зан­ных с из­ме­ре­ни­ем его энер­гии. Связь ме­ж­ду ста­ти­сти­кой по­ля и С. ф. наи­бо­лее про­сто ус­та­нав­ли­ва­ет­ся в ре­жи­ме од­но­мо­до­вой ре­ги­ст­ра­ции.

По­яв­ле­ние отд. им­пуль­са на вы­хо­де ФД час­то ин­тер­пре­ти­ру­ет­ся как ре­ги­ст­ра­ция од­но­го фо­то­на. Од­на­ко та­кое со­бы­тие мо­жет быть вы­зва­но и тем, что по­ле на­хо­ди­лось во мно­же­ст­ве ста­цио­нар­ных со­стоя­ний, от­лич­ных от од­но­фо­тон­но­го. Важ­ным па­ра­мет­ром, из­вле­кае­мым из С. ф., слу­жит так­же ве­ро­ят­ность ре­ги­ст­ра­ции двух и бо­лее фо­то­нов. Как пра­ви­ло, эта ин­фор­ма­ция со­дер­жит­ся в ам­пли­ту­де им­пуль­сов фо­то­то­ка, хо­тя есть и др. спо­со­бы ре­ги­ст­ра­ции мно­го­фо­тон­ных со­бы­тий, напр. при ис­поль­зо­ва­нии се­рии све­то­де­ли­те­лей пе­ред ФД и кор­ре­ля­то­ров то­ка или схем сов­па­де­ний фо­то­от­счё­тов.

Связь ме­ж­ду функ­ци­ей рас­пре­де­ле­ния фо­то­от­счё­тов P(m) и функ­ци­ей ин­тен­сив­но­сти по­ля P(I) ус­та­нав­ли­ва­ет по­лу­клас­сич. фор­му­ла Ман­де­ля. В кван­то­вой тео­рии фо­то­де­тек­ти­ро­ва­ния рас­пре­де­ле­ние ин­тен­сив­но­сти за­ме­ня­ет­ся на ква­зи­ве­ро­ят­ность. При мно­го­мо­до­вом де­тек­ти­ро­ва­нии ин­тен­сив­ность ус­ред­ня­ет­ся по про­стран­ст­вен­ным ко­ор­ди­на­там и по­сто­ян­ной вре­ме­ни де­тек­то­ра.