## [Kohärenz Zweiter Ordnung](/de/node/51402) Definition Ein Maß für Intensitätskorrelationen, gegeben durch die normalisierte Korrelationsfunktion zweiter Ordnung g^(2)(τ) = G^(2)(τ) / [G^(1)(0) G^(1)(0)], üblicherweise bei τ = 0 oder als Funktion der Zeitverzögerung ausgewertet; quantifiziert die Neigung von Photonen, gemeinsam anzukommen (Bunching), unabhängig (Poisson) oder getrennt (Antibunching). ## Prinzip Prinzip g^(2)(τ) vergleicht die gemeinsame Detektionswahrscheinlichkeit zu zwei Zeiten, die durch τ getrennt sind, mit dem Produkt der einzelnen Detektionswahrscheinlichkeiten; Werte charakterisieren statistische Regime: g^(2)(0) > 1 (gebündelt, super-Poissonisch), g^(2)(0) = 1 (kohärent, Poissonisch), g^(2)(0) < 1 (antibunched, sub-Poissonisch, nichtklassisch). ## Demonstration Demonstration Thermisches Licht von einer Glühquelle ergibt g^(2)(0) ≈ 2 (Bunching) bei ausreichender zeitlicher Auflösung; ein stabilisierter Laser zeigt g^(2)(0) ≈ 1; ein idealer Einzelphotonen-Emitter zeigt g^(2)(0) → 0 innerhalb der detektorbegrenzten Auflösung und erzeugt ein ausgeprägtes Minimum in Koinzidenzzählern bei null Verzögerung. ## Fehlanwendung Fehlanwendung g^(2) mit Detektoren zu bestimmen, deren Zeitauflösung weit größer ist als die relevanten Kohärenzzeiten, oder ohne Hintergrund- und zufällige Koinzidenzen zu subtrahieren, kann künstlich erhöhte oder erniedrigte Werte erzeugen und den statistischen Charakter der Quelle falsch identifizieren. ## Konsequenz Konsequenz Die Messung der Kohärenz zweiter Ordnung liefert ein experimentelles Merkmal nichtklassischer Photonen (g^(2)(0) < 1) und informiert das Quellen-Engineering für Einzelphotonenerzeugung, Quantenkommunikation und Sensoranwendungen, bei denen Photonenzählstatistiken wichtig sind. ## Umkehrung Umkehrung Erstordentliche Kohärenz (g^(1)) betrifft Feldamplitudenkorrelationen und Phasenbeziehungen und kann hoch sein, selbst wenn Intensitätskorrelationen (g^(2)) klassische oder quantenstatistische Unterschiede offenbaren; die Umkehr betont, dass Amplituden- und Intensitätskohärenz unterschiedliche Diagnosen sind. ## Abgrenzung Abgrenzung Gilt für photonische oder bosonische Felder, bei denen Intensitäts(korrelationen) sinnvoll sind; die Interpretation erfordert Berücksichtigung von Detektoreffizienz, Zeitjitter, Dunkelzählraten, spektraler Filterung und Annahmen zur Stationarität des Zustands. ## Semantische Spannung Semantische Spannung Es gibt eine Spannung zwischen der Verwendung von g^(2) als strengem Nichtklassizitätsnachweis und der Anerkennung praktischer Imperfektionen, die nichtklassische Signaturen vortäuschen können; außerdem Spannung zu anderen Maßen der Intensitätsfluktuation (z. B. Fano-Faktor), die verwandte, aber nicht identische statistische Eigenschaften abbilden. ## Synthese Synthese Die Kohärenz zweiter Ordnung g^(2)(τ) normalisiert die Zwei-Photonen-Gemeinsamerkennungswahrscheinlichkeit an Einzelphotonraten und klassifiziert Licht nach Ankunftszeitkorrelationen, was ein praktisches experimentelles Kriterium bietet, um thermisches, kohärentes und nichtklassisches Photonengut zu unterscheiden.