
【電】 photon noise
photon; photons
【計】 light quantum
【化】 light quantum; photon
【醫】 photon
noise
光子雜訊(Photon Noise)是光學測量系統中的基礎物理現象,源于光量子在産生、傳輸及檢測過程中的統計波動特性。該術語由"光子"與"雜訊"構成複合詞,英文對應"photon noise",屬于量子噪聲的範疇,常見于光電探測器、天文觀測及激光通信領域。
根據國際光學工程學會(SPIE)的《光電檢測原理》,光子雜訊的本質可歸因于光子的泊松分布特性:當N個光子被探測器接收時,其噪聲電流的方差與光子數的平方根成正比,數學表達式為: $$ sigma = 2qIDelta f $$ 其中σ為噪聲電流均方根值,q為電子電荷量,I為平均光電流,Δf為系統帶寬。這種量子漲落現象在低光照條件下尤為顯著,成為制約光學系統信噪比的關鍵因素。
美國國家标準與技術研究院(NIST)在《量子計量白皮書》中指出,光子雜訊具有不可消除性,其強度與入射光功率的平方根成正比。在激光幹涉引力波探測器(如LIGO)和量子密鑰分發系統中,該噪聲是決定系統靈敏度的重要參數。現代解決方案包括采用壓縮态光場技術,可将噪聲降低至标準量子極限以下。
以下是“光子”和“雜訊”的詳細解釋,以及組合詞的可能含義:
基本定義
光子是光的基本粒子,又稱光量子,是電磁輻射的能量載體。由愛因斯坦在解釋光電效應時提出,屬于規範玻色子,靜止質量為零,以光速傳播。
物理特性
應用與意義
光子是量子通信和光電技術的基礎,其信息傳遞速度在宇宙中具有關鍵作用。
定義與成因
雜訊(噪聲)指信號傳輸中由外部能量(如電磁場)引起的幹擾,導緻信號失真。常見于電子設備、通信系統。
分類與影響
該詞并非标準術語,推測可能指:
注意:以上解釋中,“雜訊”相關描述基于低權威性來源(-6),建議結合專業文獻進一步驗證。若需更精準定義,請提供具體上下文或學術領域背景。
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