多态叠加多模叠加光场等幂高次压缩特性研究

论文题目: 多态叠加多模叠加光场等幂高次压缩特性研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 光学工程

作者: 许定国

导师: 安毓英,杨志勇

关键词: 量子光学,多态叠加,多模叠加态光场,多模压缩态,完全压缩效应

文献来源: 西安电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文根据量子力学的态叠加原理,构造了五种不同的多态叠加多模叠加态光场。利用新近建立的多模压缩态理论,研究了上述五种多态叠加多模叠加态光场的广义非线性等幂次高次压缩特性。得到了上述多模叠加态光场的广义非线性等幂次高次压缩的一般理论结果和具体的压缩条件,由此获得了一系列不同于现有报道的新的结果和结论。并在上述研究的基础上,提出了一种制备多模叠加光场并使该光场产生压缩效应的实验方案。 本文的研究结果,对于多模压缩态光场领域的实验技术探索工作具有重要的指导价值。具体主要工作内容如下: 1.根据量子力学的态叠加原理:1)构造了由多模（q模）偶相干态和多模（q模）虚偶相干态的线性叠加所组成的四态叠加多模振幅-相位混合Schr（?）dinger-cat态光场|ψe（4）,Ⅲ>q;2)构造了由偶数模（2q模）多模偶相干态和偶数模（2q模）多模奇相干态的线性叠加所组成的四态叠加多模振幅-相位混合Schr（?）dinger-cat态光场|ψoe（4）,Ⅰ>2q;3)构造了由偶数模（2q模）多模偶相干态和偶数模（2q模）多模虚偶相干态的线性叠加所组成的四态叠加多模振幅-相位混合Schr（?）dinger-cat态光场|ψe（4）,Ⅱ>2q;4)构造了由5个不同的多模相干态的线性叠加所组成的五态叠加多模叠加态光场|ψ（5）>q;5)构造了由5个不同的多模泛函相干态的线性叠加所组成的强度不相等的非对称五态叠加多模泛函叠加态光场|ψj（5）（fj）>q。 2.利用多模压缩态理论,分别研究了态|ψe（4）,Ⅲ>q的广义电场分量和广义磁场分量的等幂次N次方H压缩（即高次和压缩;下同）特性,分别得到了态|ψe（4）,Ⅲ>q的广义电场分量和广义磁场分量的等幂次N次方H压缩的一般理论结果。经过理论分析和解析计算,分别得到了态|ψe（4）,Ⅲ>q的广义电场分量和广义磁场分量的等幂次N次方H压缩的压缩条件和等幂次N-H最小测不准态的条件。详细讨论了光场的经典强度、经典振幅以及经典相位对态|ψe（4）,Ⅲ>q的广义电场分量和广义磁场

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 光场压缩态的发展历程、研究现状和发展趋势

1.1.1 单模压缩态的发展历程

1.1.2 双模压缩态的发展历程

1.1.3 多模压缩态与时／频域压缩态的发展历程

1.2 压缩态光场的实验研究进展和应用研究现状

1.2.1 单模压缩态实验研究回顾

1.2.2 双模压缩态实验研究回顾

1.2.3 强度压缩光——光子数压缩态与亚泊松光子统计规律的实验研究回顾

1.2.4 光场压缩态应用研究回顾

1.2.5 产生多模压缩态光场的实验构想

1.3 光场压缩态的发展趋势与发展方向

1.4 本论文的主要研究内容和成果

1.4.1 研究内容和研究成果——对新的非经典物理现象的认识

1.4.2 本论文的结构

第二章 多模压缩态的基本理论

2.1 多模辐射场的广义非线性等幂次N次方Y压缩的一般理论

2.1.1 多模辐射场的广义N-Y测不准关系式

2.1.2 广义非线性等幂次N次Y压缩的一般定义

2.1.3 广义非线性等幂次N-Y最小测不准态的一般定义

2.1.4 广义非线性等幂次N-Y压缩最小测不准态的一般定义

2.1.5 广义非线性等幂次N-Y压缩的压缩度S_(ym)~q(N)定义

2.2 多模辐射场的广义非线性等幂次N次方H压缩的一般理论

2.2.1 多模辐射场的广义N-H测不准关系式

2.2.2 广义非线性等幂次N次H压缩的一般定义

2.2.3 广义非线性等幂次N-H最小测不准态的一般定

2.2.4 广义非线性等幂次N-H压缩最小测不准态的一般定义

2.2.5 广义非线性等幂次N-H压缩的压缩度S_(hm)~q(N)定义

2.3 多模辐射场的广义非线性等幂次N次方X压缩的一般理论

2.3.1 多模辐射场的广义N-X测不准关系式

2.3.2 广义非线性等幂次N次X压缩的一般定义

2.3.3 广义非线性等幂次N-X最小测不准态的一般定义

2.3.4 广义非线性等幂次N-X压缩最小测不准态的一般定义

2.3.5 广义非线性等幂次N次方X压缩的压缩度S_(xm)~q(N)定义

2.4 多模辐射场的广义非线性不等幂次N_j次方Y压缩的一般理论

2.4.1 多模辐射场的广义N_j-Y测不准关系式

2.4.2 广义非线性等幂次N_j次Y压缩的一般定义

2.4.3 广义非线性等幂次N_j-Y最小测不准态的一般定义

2.4.4 广义非线性等幂次N_j-Y压缩最小测不准态的一般定义

2.4.5 广义非线性不等幂次N_j-Y压缩的压缩度S_(ym)~q(N_j)定义

2.5 多模辐射场的广义非线性等幂次N_j次方H压缩的一般理论

2.5.1 多模辐射场的广义N_j-H测不准关系式

2.5.2 广义非线性等幂次N_j次H压缩的一般定义

2.5.3 广义非线性等幂次N_j-H最小测不准态的一般定义

2.5.4 广义非线性等幂次N_j-H压缩最小测不准态的一般定义

2.5.5 广义非线性不等幂次N_j-H压缩的压缩度S_(hm)~q(N_j)定义

2.6 多模辐射场的广义非线性等幂次N_j次方X压缩的一般理论

2.6.1 多模辐射场的广义N_j-X测不准关系式

2.6.2 广义非线性等幂次N次X压缩的一般定义

2.6.3 广义非线性等幂次N_j-X最小测不准态的一般定义

2.6.4 广义非线性等幂次N_j-X压缩最小测不准态的一般定义

2.6.5 广义非线性不等幂次N_j-X压缩的压缩度S_(xm)~q(N_j)定义

第三章 四态叠加多模叠加态光场|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q中广义电场分量的等幂次N次方H压缩效应

3.1 前言

3.2 态|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的基本结构

3.3 态|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的广义非线性等幂次N次方H压缩的一般理论结果

3.4 态|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的广义电场分量的等幂次N-H最小测不准态

3.5 态|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的广义电场分量的等幂次N次方H压缩效应

3.6 本章小结

第四章 四态叠加多模叠加态光场|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的广义磁场分量的等幂次N次方H压缩

4.1 前言

4.2 态|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的基本结构

4.3 态|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的广义磁场分量的等幂次N次方H压缩的一般理论结果

4.4 态|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的广义磁场分量的等幂次N-H最小测不准态

4.5 态|ψ_e~((4))，Ⅲ>_q的广义磁场分量的等幂次N次方H压缩效应

4.6 本章小结

第五章 四态叠加多模叠加态光场|ψ_(oe)~((4))，Ⅰ>_(2q)的广义非线性等幂次N次方X压缩效应

5.1 前言

5.2 态|ψ_(oe)~((4))，Ⅰ>_(2q)的基本结构

5.3 态|ψ_(oe)~((4))，Ⅰ>_(2q)的等幂次N次方X压缩的一般理论结果

5.4 态|ψ_(oe)~((4))，Ⅰ>_(2q)的广义非线性等幂次N次方X压缩效应

5.4.1 q.N取偶数时的情形

5.4.2 q.N取奇数时的情形

5.5 关于广义非线性等幂次N次方“X完全压缩”效应的讨论

5.6 本章小结

第六章 四态叠加多模叠加光场|ψ_e~((4))，Ⅱ>_(2q)的广义非线性等幂次N次方X完全压缩效应

6.1 前言

6.2 第Ⅱ种偶数模四态叠加多模叠加态光场的数学结构

6.3 态|ψ_e~((4))，Ⅱ>_(2q)的广义非线性等幂次N次方X压缩的一般理论结果

6.4 态|ψ_e~((4))，Ⅱ>_(2q)的广义非线性等幂次N次方X完全压缩效应

6.4.1 q.N=4L(L=1，2，3，…)的情形

6.4.1.1 第一种情况取“+”号

6.4.1.2 第二种情况取“-”号

6.4.2 q.N=2L+1(L=0，1，2，…)的情形

6.5 关于等幂次N次方X完全压缩效应的进一步讨论

6.6 “X完全压缩简并”现象与“压缩简并”现象以及“X相似完全压缩”现象与“相似压缩”现象之间的本质区别

6.6.1 关于“相似压缩”现象和“压缩简并”现象的科学界定

6.6.2 “X完全压缩简并”现象与“压缩简并”现象的本质区别

6.6.3 “X相似完全压缩”现象与“相似压缩”现象的本质区别

6.6.4 “X相似完全压缩”现象与“X完全压缩简并”现象之间的关系

6.7 本章小结

第七章 五态叠加多模叠加态光场|ψ~((5))>_q的广义非线性等幂次高次振幅压缩效应

7.1 前言

7.2 态|ψ~((5))>_q的数学结构

7.3 态|ψ~((5))>_q的广义非线性等幂次N次方振幅压缩的一般理论结果

7.4 态|ψ~((5))>_q的广义磁场分量的广义非线性等幂次N次方振幅压缩效应

7.5 态|ψ~((5))>_q的广义磁场分量的广义非线性等幂次N-Y最小测不准态

7.6 本章小结

第八章 一种五态叠加多模泛函相干态的叠加态光场的广义非线性等幂次高次和压缩效应

8.1 前言

8.2 五态叠加多模泛函叠加态光场|ψ_j~((5))(f_j)>_q的数学结构

8.3 五态叠加多模泛函叠加态光场|ψ_j~((5))(f_j)>_q的广义非线性等幂次高次和压缩的一般理论结果

8.4 模间经典强度不相等时态|ψ_j~((5))(f_j)>_q的广义非线性等幂次高次和压缩效应

8.4.1 第一正交相位分量的广义非线性等幂次高次和压缩效应

8.4.2 第二正交相位分量的广义非线性等幂次高次和压缩效应

8.5 本章小结

第九章 制备多模压缩态光场的一种新的实验方案

9.1 前言

9.2 多模SCS光场的制备

9.2.1 光场与原子之间相互作用

9.2.2 多模SCS光场的制备

9.3 多模压缩态光场的制备

9.3.1 真空态场和相干态光场的归一化噪声功率谱

9.3.2 NOPO腔产生压缩态光场的理论分析

9.3.3 正交振幅或正交位相压缩光的探测原理

9.4 实验方案

9.4.1 多模SCS光源

9.4.2 用单模SCS光场产生单模压缩态光

9.4.2.1 多功能压缩器的装置简介

9.4.2.2 对多功能压缩器装置光源部分的改进

9.4.2.3 对探测系统的改进

9.4.2.4 一种新型多模光压缩器的总体结构图

9.5 本章小结

第十章 结论与展望

10.1 主要结果和结论

10.2 展望

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

攻读博士学位期间主持完成和参加的科研项目

附录

发布时间: 2007-01-10

参考文献

• [1].强度任意空间分布对多态叠加多模泛函叠加光场高次压缩特性的影响[D]. 刘宝盈.西北大学2006

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• [10].多光子态的制备及应用[D]. 柳必恒.中国科学技术大学2007

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