Когерентные и некогерентные состояния поля излучения

Разработаны методы для обсуждения статистики фотонов произвольных полей в полностью квантовомеханических терминах. Чтобы ясно сохранять классический предел квантовой электродинамики, широко используются когерентные состояния поля. Показано, что эти состояния, приводящие функции корреляции поля к факторизованным формам, представляют собой удобный базис для описания полей всех типов. Хотя они не ортогональны друг другу, когерентные состояния образуют полный набор. Любое квантовое состояние поля может быть разложено по ним единственным образом. Также разработаны разложения для произвольных операторов в виде произведений векторов когерентных состояний. Эти разложения рассматриваются как общий метод представления оператора плотности для поля. Приводится особая форма оператора плотности, которая позволяет выполнять многие квантовомеханические расчеты методами, сходными с методами классической теории. Такое представление даёт ясное понимание сущностного различия между квантовым и классическим описанием поля и приводит к простой формулировке закона суперпозиции фотонных полей. Подробно обсуждаются некогерентные поля, возникающие при наложении выходов многих стационарных источников. Показано, что эти поля имеют тесно связанные свойства, некоторые из которых были известны для частного случая излучения абсолютно чёрного тела.