光学变换:从量子到经典 ——Dirac符号法的发展和应用

光学变换:从量子到经典 ——Dirac符号法的发展和应用

论文摘要

概率论是研究大量随机现象的统计规律的学科。用数学语言来说,就是研究对随机现象的观察次数趋于无穷时,“它的极限”呈现出的某种规律性。因此强极限理论在概率论中占有重要地位。二十世纪六十年代以来,继独立随机变量和序列的极限理论获得完善发展之后,各种混合随机变量序列、相伴随机变量序列及鞅的强极限理论又有很大发展,我国学者在这方面做出了许多出色的工作,在国际上也有一定的影响(参见[43,76,108,81,77,82])。强极限理论在国际上的文献浩如烟海。关于强极限理论的经典结果可参见专著[14,13,70,28,79],而最近的文献可参见[31,4,32,69,16,11]。信息论的熵定理也称Shannon—McMillan定理或信源的渐进均分割性(AEP),是信息论的基本定理,是各种编码定理的基础。关于熵定理的最新发展可参考文献[26]。 设{Xn,n≥0}为随机变量序列,如果 E[f(Xn+1)X0,…,Xn]=E[f(Xn+1)|XN]a.s. (-1.0.1)其中f为有界函数。则称{Xn,n≥0}为马氏链。如果E[f(Xn+1)|Xn]与n有关,则称{Xn,n≥0}为非齐次马氏链,如果E[f(Xn+1)|Xn]与n无关,则称{Xn,n≥0}为齐次马氏链。如果{Xn,n≥0}在有限或可列状态空间取值,则称之为有限或可列马氏链,如果{Xn,n≥0}在一般状态空间取值,则称之为在一般状态空间取值的马氏链。如果 E[f(Xn+1)|X0,…,Xn]=E[f(Xn+1)|Xn,…,Xn-k+1]a.s. (-1.0.2)且{Xn,n≥0}与n有关,则称{Xn,n≥0}为非齐次K阶马氏链, 马氏随机场是马氏过程推广到多维指标情形。由于有广泛的应用前景而受到物理学、概率论、信息论界的广泛兴趣。由于马氏随机场具有相变现象,其研究内容更加深刻且具有很大的难度。马氏随机场理论是近年来发展起来的概率论重要分支之一,而马氏随机场极限理论又是其中重要的研究内容,其中关于马氏随机场强极限定理的研究目前尚无系统和深刻的结果。本博士论文将推进这方面的研究。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT(英文摘要)
  • 第一章 绪论
  • 第二章 衍射理论和经典光学中的各种光学变换
  • 2.1 Huygens原理和Fresnel-Kirchhoff衍射积分公式
  • 2.2 分数傅立叶变换
  • 2.3 矩阵光学和高斯光束传播的ABCD定理
  • 2.4 Collins公式
  • 第三章 IWOP技术和各种量子光学表象
  • 3.1 以Dirac符号法表示的几个基本的量子光学表象
  • 3.2 问题的提出
  • 3.3 IWOP技术
  • 3.4 连续变量的纠缠态表象和双模压缩算符
  • 3.5 诱导纠缠态及其与Hankel变换的关系
  • 第四章 用Dirac符号法研究各种光学变换
  • 4.1 Weyl排序和复Wigner变换
  • 4.2 复分数傅立叶变换
  • 4.3 分数Hankel变换的本征模式
  • 4.4 分数Hankel变换的诱导纠缠态表示
  • 4.5 单模厄米-高斯模的窗口傅立叶变换生成双模厄米-高斯模
  • 4.6 复分数傅立叶变换的卷积定理
  • 4.7 双模厄米多项式的复分数傅立叶变换卷积
  • 第五章 单模广义菲涅尔算符
  • 5.1 利用相干态构造单模广义菲涅尔算符
  • 5.2 广义菲涅尔算符的群乘法规则
  • 5.3 用广义菲涅尔算符证明广义Wigner变换
  • 5.3.1 由二阶正则算符组成的广义菲涅尔算符
  • 5.3.2 由广义菲涅尔算符引起的Wigner算符变换
  • 5.4 坐标-动量中介表象和广义菲涅尔算符
  • s,rs,r〈x|作为Wigner算符的Radon变换'>5.5 投影算符|x〉s,rs,r〈x|作为Wigner算符的Radon变换
  • 5.6 量子光学中的ABCD定理(单模情况)
  • 第六章 双模费涅尔算符及其应用
  • 6.1 用相干态定义双模费涅尔算符
  • 6.2 二阶正则算符组成的双模菲涅尔算符
  • 6.3 利用(6.17)式推导菲涅尔变换的相似定理
  • 6.4 纠缠菲涅尔变换
  • 6.5 柱坐标中的Collins公式及其群乘法规则
  • 6.6 辛变换随时间演化的哈密顿量
  • 6.7 菲涅尔算符和中介纠缠态表象
  • s,rs,r〈η|作为双模Wigner算符的Radon变换'>6.8 |η〉s,rs,r〈η|作为双模Wigner算符的Radon变换
  • 6.9 量子光学中的ABCD定理(双模情况)
  • 第七章 小波变换及其母函数的资格条件
  • 7.1 小波变换的Dirac符号表示
  • 7.2 母小波的资格条件
  • 7.3 菲涅尔-小波变换¨
  • 7.4 纠缠态和复小波变换
  • 第八章 相干-纠缠态和透镜菲涅尔混合变换
  • 8.1 相干-纠缠态的提出
  • 8.2 相干-纠缠态的性质
  • 8.3 用分光镜产生相干-纠缠态
  • 8.4 |α,x〉和EPR纠缠态之间的关系
  • 8.5 |α,x〉的共轭态|β,p〉
  • 8.6 用|α,x〉表象构造幺正算符U(r,s,μ)
  • 8.7 U(r,s,μ)的纠缠态矩阵元和透镜菲涅尔混合变换
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历、在学期间的研究成果及发表的论文
  • 上海交通大学学位论文答辩决议书
  • 相关论文文献

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