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[小资料，思考] 光，光子，电磁波，真空

已有 1264 次阅读 2023-12-24 22:49 |个人分类:集成电路（资料）|系统分类:科研笔记

[小资料，思考] 光，光子，电磁波，真空

图1 为了提示下文所属的领域，借用这幅图片，感谢！来自：

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https://www.eetasia.com/optical-computing-chip-runs-hardest-math-problems-100x-faster-than-gpus/

该图片与下文内容没有直接的关系。

一、小资料：阅读笔记

电磁波谱中的各个成员和可见光一样，都具有一定的能量，可与物质产生相互作用，都具有波动性，可发生反射、折射、干涉和衍射等现象。

现在，人类对光的认识主要有光线光学（几何光学）、波动光学、光的电磁理论、量子光学几个理论体系。

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电磁场的量子，是自旋为h、静止质量为零的中性玻色子，还是传递电磁相互作用的媒介粒子，在真空中以光速运动。又称光量子。

单光子的波粒二象性实验示意图如图1

因此是光子自己和自己干涉。

光子是研究光量子计算机的基本元素，在量子通信中，包括量子密码学等领域有重要的地位。

对于光子的更进一步的认识尚在进行中。

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值得注意的是， n=0的光子数态（真空态）能量并不为零而是hv/2，一般称之为真空态的零点能。

n=1的光子数态（单光子态）对于量子信息科学有特别的意义，研制理想的单光子源是大家努力的目标。

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当采样率超过每秒千兆采样时，由于“电子瓶颈”（包括时钟抖动、比较器模糊、热噪声等）的限制，很难同时提高采样率和量化精度。光子没有静止质量、不带电荷，在处理高速、宽带信号方面具有独特优势。光子模数转换正是利用光子学这一优势来克服电子瓶颈效应的。它起源于20世纪光子学和光通信技术蓬勃发展之际，其基本结构与常见的电子模数转换器一样，包括采样、量化、编码3个部分。根据具体实现方式不同，分别有光采样-光量化、光采样-电量化和电光采样-光量化、电光采样-电量化等种类。

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超导纳米线单光子探测器的响应恢复时间大约几纳秒到几十纳秒，最高计数率约为100兆计数每秒。

雪崩二极管单光子探测器的响应恢复时间与具体的器件材料、结构和工作模式有关，在10纳秒到100微秒之间不等，相应的最高计数率在10兆计数每秒。

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光电效应具有瞬时性，即使入射光强度非常微弱，在入射光照射后立即产生光电流，响应时间不超过10^-9秒。

光电效应在近代技术中的主要应用是各种光电器件，即将光信号转变为电信号的器件，包括光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏器件、色敏器件、光耦合器和太阳能电池等。

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许多化合物材料，如砷化镓（GaAs）、铟镓砷磷（InGaAsP）为直接带材料，带间辐射跃迁过程几乎无须声子参与，因此发光效率很高。

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本义虚空，即一无所有的空间。量子场论认为场是物质的基本存在形式，每种粒子都有相对应的场。真空为场能量最低的状态（基态），而粒子是场的激发态。

但一般真空涨落的改变会导致可观测的物理效应，其中著名的例子包括卡西米尔效应、原子的兰姆移动等，这些效应都已被精密的实验所验证。

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