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。
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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
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