О корреляции стоксовых и антистоксовых компонент при неупругом рассеянии света

Показано, что стоксовы и антистоксовы компоненты, связанные условиями ω_s + ω_α = 2ω_L и k_s + k_α = 2k_L, коррелированы. Эта корреляция при высокой температуре рассеивающего вещества ([kT≫h(ω_L–ω_s)] и (или) вынужденном режиме рассеяния имеет классический характер и аналогична браун-твиссовой корреляции интенсивностей. Корреляция интенсивностей наглядно объясняется модуляцией накачки колебаниями молекул, при которой тепловые флуктуации энергии этих колебаний синхронно переносятся в s- и α-боковые полосы. При низких же температурах и интенсивностях накачки (а также вне рамановских резонансов) имеет место корреляция фотонов, которая объясняется одновременным рождением пар s- и α-фотонов в результате спонтанного распада двух фотонов накачки. Статистика рассеянного поля при этом имеет неклассический характер, особенностью которого является большое относительное превышение (m ≫ 1) вероятности рождения пары над произведением вероятностей рождения отдельных s- и α-фотонов (при корреляции интенсивностей m ≤ 1). Оценка скорости совпадений при рассеянии одноваттной сфокусированной TEM₀₀-накачки в жидком азоте дала значение ~6 с^–1 и m~10³. Получены аналоги формулы Кирхгофа для неупругого рассеяния света. Эти формулы, следующие из условий унитарности процесса рассеяния и равновесности вещества, определяют статистику рассеянного света через коэффициенты рамановского усиления и параметрического преобразования.