Techniklexikon

Bunching

Bündelung, 1) Begriff der Quantenoptik, der die Tatsache beschreibt, dass Photonen in klassischen Lichtfeldern die Tendenz zeigen, in "Klumpen" aufzutreten. Mathematisch lässt sich dies mit Hilfe der zeitlichen Korrelationsfunktion zweiter Ordnung beschreiben:

Dabei ist I(t) die Intensität des Lichtfeldes zum Zeitpunkt t. Bunching tritt dann auf, wenn  gilt. Dies ist z.B. für thermisches Licht der Fall, wenn t kleiner als die sog. Korrelationszeit t_c ist. t_c ist das Zeitintervall, innerhalb dessen die gemessenen Intensitäten in einem definierten Verhältnis stehen, d.h. für t < t_c lassen sich aus dem Wert für  Rückschlüsse auf den Wert I(t) ziehen. Allgemein liefert die obige klassische Behandlung des Lichtfeldes . Der Fall  wäre nur gültig für Laser mit idealisierter konstanter Intensität. Die quantenmechanische Behandlung des Lichtfeldes lässt auch Werte kleiner als eins zu, die auf den inversen Effekt hindeuten. In diesem Fall spricht man von Anti-Bunching. Eine experimentelle Anordnung zur Messung derartiger Photonen-Korrelationsfunktionen ist das Hanbury-Brown-Twiss-Inteferometer (Abb.). Photonen einer Lichtquelle werden über einen Strahlteiler auf zwei Lichtdetektoren geleitet, mit denen die Intensität im zeitlichen Abstand t gemessen wird. Durch Vergleich der beiden Messungen kann die Korrelationsfunktion bestimmt werden. Mit derartigen Experimenten liessen sich sowohl Bunching- als auch Anti-Bunching-Effekte für verschiedene Lichtquellen nachweisen.

2) Beschleunigertechnik: die longitudinale Modulation eines beschleunigten Teilchenstrahls, durch die kleine "Pakete" von Teilchen entstehen, was zu einer Erhöhung der Luminosität führt.

Bunching: Schema des Versuchsaufbaus zum Nachweis des Bunching-Effekts von Photonen.