两类非经典光场的量子统计特性

两类非经典光场的量子统计特性

论文摘要

在量子光学领域中,利用辐射场非经典态的量子特性进行量子信息科学研究,以及实现量子态超低量子噪音光学测量的优势倍受科学界的关注。由量子力学基本原理构造各种新的量子态不仅可以加深人们对光的本性的认识,而且这些量子态在实验上一经制备出来,它们的非经典特性在量子通信、极微弱信号检测、量子密码术和量子计算等一系列高新科学技术领域都具有巨大的潜在应用价值。因此,从理论上尽可能构造各种新的非经典态光场,研究它们所具有的量子特性,以及它们的准几率分布函数的表征和演化更具有实际意义。本文利用算符b↑= v * a +μ* a↑反复作用在相干态上“m”次构造了一类新的量子态,称之为广义激发相干态;利用么正平移算符( )Dg (β) = expβb↑-β*b作用在这一量子态上得到另一类新的量子态,即平移广义激发相干态。利用非经典光场的量子光学统计理论:光场正交分量涨落、光场强度涨落、光场的光子数涨落、准几率分布函数(P函数,Wigner函数),详细研究了两类非经典光场的量子性质,发现当参数一定时,光场正交分量呈现出压缩效应、光场光子出现反聚束效应,以及光场的亚泊松分布特征,并且P函数高阶奇异,Wigner函数出现负值。我们还对比了两类量子态的特征,得到了它们Wigner函数的演化规律,证明了后一种量子态是更广泛的一类量子态。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 引言
  • 第2章 光场的量子效应和准几率分布函数
  • 2.1 光场正交分量的压缩
  • 2.1.1 压缩特性
  • 2.1.2 压缩效应的实现与探测
  • 2.2 二阶关联函数
  • 2.2.1 HBT 实验
  • 2.2.2 空间HBT 关联
  • 2.3 Mandel Q 参数
  • 2.4 准几率分布函数
  • 2.4.1 Glauber-Sudarshan P 函数
  • 2.4.2 Q 函数
  • 2.4.3 Wigner 函数
  • 第3章 激发相干态(光子加态)
  • 3.1 激发量子态的研究
  • 3.2 激发相干态(光子加态)
  • 3.2.1 激发相干态的压缩效应
  • 3.2.2 激发相干态的Wigner 函数
  • 第4章 广义激发相干态及其量子统计性质
  • 4.1 广义激发相干态的(GECS)定义
  • 4.2 广义激发相干态的量子特性
  • 4.2.1 压缩效应
  • 4.2.2 亚泊松分布
  • 4.2.3 反聚束效应
  • 4.3 准几率分布函数
  • 4.3.1 Glauber-Sudarshan P 函数
  • 4.3.2 Wigner 函数
  • 4.3.3 P 分布
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 平移广义激发相干态及其量子统计性质
  • 5.1 平移广义激发相干态(DGECS)的定义
  • 5.2 平移广义激发相干态的量子统计特性
  • 5.2.1 压缩效应
  • 5.2.2 亚泊松分布
  • 5.2.3 反聚束效应
  • 5.3 平移广义激发相干态的准几率分布函数
  • 5.3.1 Wigner 函数
  • 5.3.2 两类量子态Wigner 函数对比
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 总结
  • 附录
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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