迭加态与非经典光场

非经典光场是近年来量子光学研究的主要课题之一,压缩态与反聚束效应尤为人们所注目。本文给出了存在压缩和反聚束效应的一类新的光场态—真空态与相干态的迭加态,这种态的压缩程度与相干态的平均光子数(?)密切相关,最佳压缩点在(?)=2.56处,最大相对压缩量高达56％,而且这种迭加态的反聚束效应也很强,可以任意地接近单个光子Fock态(此态是最大反聚束态)。另外,这种态还存在很强的聚束效应,它的二阶相干度可以是任意大的正数。     

迭加态与非经典光场

本文给出了存在压缩和反聚束效应的一类新的光场态——真空态与相干态的迭加,这种态的最佳压缩点在相干态的平均光子数(?)=2.56处,最大相对压缩量达56%,反聚束效应可任意地接近单个光子的Fook态.     

一类迭加态光场的高阶压缩

本文研究了我们前文中提出的光场迭加态的高阶压缩与振幅平方压缩,其结果表明,这两类高阶压缩都可在没有二阶压缩和反聚束效应时出现,从而由这一个侧面反映出了二阶压缩、高阶压缩、振幅平方压缩与反聚束效应等相互之间的独立性。     

压缩迭加态的时间演化与反聚束效应破坏的条件

本文研究了压缩迭加态的时间演化,找到了能产生和保持这种压缩态的哈密顿量:真空态与单个光子Fock态的迭加来自于单光子与三光子共存的过程;真空态与两个光子Foek态的迭加来自于双光子和四光子共存的过程。我们还得到了任意两个Fock态迭加后反聚束破坏的条件。     

仲玻色子相干态的叠加态的量子统计性质

研究了仲玻色子相干态的叠加态的振幅m次方压缩和高阶反聚束效应等量子统计性质，发现仲玻色子相干态的叠加态仅存在振幅奇数次方压缩效应，并给出了振幅m次方压缩和高阶反聚束效应与叠加系数之间的关系。奇偶相干态、相干态的叠加态和仲玻色子奇偶相干态的有关结果均作为特例包含在结论中。     

关于有限维希尔伯特空间谐振子奇偶相干态的量子统计特性

运用数值计算方法研究了有限维希尔伯特空间谐振子奇偶相干态的非经典特性。研究表明,在有限维情景,奇相干态不出现压缩但出现反聚束效应;偶相干态不仅出现压缩,而且出现反聚束效应。随着维数ｓ减少,奇相干态折振幅分量超伏增大而反聚束效应加强;偶相干态的压缩强度减弱但反聚束效应加强。     

Legendre多项式算符激发压缩真空态的非经典性质

利用算符激发作用产生新的量子态的方法,将Le gendre多项式算符作用在压缩真 空态上,构建了Legendre多项式算符激发压缩真空态。采用数值计算方法,讨论了它的压缩 效应,反聚束效应,亚泊松分布等非经典性质。研究结果表明:Legendre多项式算符激发压 缩真空态呈现出压缩效应,但它的压缩效应比压缩真空态更弱;它还呈现出压缩真空态没有 的反聚束效应和亚泊松分布性质,但它的反聚束效应随压缩参数增大而减弱;另一方面,随 Legendre多项式阶数增大,它的压缩效应,反聚束效应,亚泊松分布均减弱。     

单模算符叠加激发三模压缩真空态的量子特性

利用算符作用在参考态上构建新的量子态的方法 ,将单模算符叠加作用在三模压 缩真空态上,构建了单模算符叠加激发三模压缩真空态。利用有序算符积分技术导出了三模 压缩变换关系式和态的归一化系数。采用数值计算方法,研究了该量子态的压缩效应、反聚 束效应和双模间纠缠等特性,讨论了算符叠加系数和压缩参数对这些量子特性的影响。研究 结果表明:1) 压缩效应和纠缠量与压缩参数之间,反聚束效应与叠加系数t 之间均存在非线 性关系; 2) 随叠加系数的增大,压缩效应和双模间纠缠均增强; 3) 随压缩参数增大, 反聚束效应增强。     

奇,偶相干热态中的光场统计性质

本文讨论了热混沌光场态参与时对奇、偶相干态的光场统计性质影响。结果表明，热光场态的存在使偶相干态的压缩效应和奇相干态中的反聚束效应减弱。     

奇、偶相干热态中的光场统计性质

本文讨论了热混饨光场态参与时对奇、偶相干态的光场统计性质影响。结果表明，热光场态的存在使偶相干态的压缩效应和奇相干态中的反聚束效应减弱。     

一类叠加态光场的压缩和压缩增强

本文研究了由偶、奇相干态分别与真空态构成的叠加态光场的压缩效应．结果表明，在适当条件下，偶、奇相干态与真空态的叠加态场皆可存在二阶压缩和振幅Ｎ次方压缩，偶相干态与真空态的叠加还可使偶相干态原有的二阶压缩效应得到增强．     

热叠加数态光场的量子统计性质

本文讨论了热叠加数态场的量子统计性质，发现初始热态场输入使纯叠加数态光场的非经典效应减弱．     

两类多模叠加态的振幅不等幂次压缩特性研究

利用多模压缩态理论，研究了文献[1]构造的两类多模叠加态的广义非线性振幅不等幂次压缩特性。结果找到了这两类态存在振幅不等幂次压缩效应的条件、发现两类态之间呈现“相似压缩”和“简并压缩”现象，表明它们是典型的多模非经典光场，文献[1]是本文在一定条件下的特例。     

两类新型多模叠加态光场的二阶不等幂次Nj次方H压缩

根据量子力学的线性叠加原理,构造了两类新型的多模叠加态光场;利用多模压缩态理论,首次详细研究了这两类多模叠加态光场的二阶不等幂次N_j次方H压缩特性.结果发现:在各模场幅幂次N_j不等（全部偶数、全部奇数、部分偶数、部分奇数）的情况下,当各模的初始相位、两态叠加的几率幅以及纵模总数等分别满足一定的条件时,这两类新型的多模叠加态光场总可呈现出周期性变化的、二阶不等幂次的N_j次方H压缩效应,这种纯量子效应说明它们属于多模非经典光场;同时,本文的研究结果还表明,上述两类多模叠加态光场之间存在“相似庄缩”与“压缩简并”现象。     

激发双模SU(2)相干态的非经典性质

构造了激发双模SU(2)相干态|M,ξ;m〉=AMξma mb m|M,ξ〉,并用数值方法研究其非经典特性.结果表明,在双模SU(2)相干态的两场模同时增加光子后,两模光场仍然保持反关联特性,而且可以使光场对Cauchy-Schwartz不等式的破坏程度、光场的反聚束效应以及光子统计亚泊松分布等非经典特性得到加强.     

非对称两态叠加多模量子叠加态的等幂偶数次方Y压缩

构造了由多模复共轭相干态|{zj(a)*})q和多模虚共轭相干态|{izj(b)*})q两者的线性叠加组成的非对称两态叠加多模量子叠加态|{ψ)q.利用多模压缩态理论,研究了该态的等幂偶数次方Y压缩效应,结果表明:压缩次数N为偶数,即N=2p(p=1,2,3……),并且各个模的初始相位ψf、态|{zj(a)*})q和态|{izj(b)*})q的初始相位差θpq(R)-θnq(I)及其中等序号的各个模的振幅之积Rj(a)Rj(b)的和∑j=1 q [Rj(a)Rj(b)]组成的混合相位θpq(R)-θnq(I)-∑j=1 q [Rj(a)Rj(b)]分别满足一定的条件时,不论p为奇数还是偶数,态|ψ)q的两个正交相位分量交替呈现出周期性变化的等幂偶数次Y压缩效应,p为奇数时的压缩深度大于p为偶数时的压缩深度,这一结果是对称两态叠加多模叠加态所不具有的.     

多光子Jaynes—Cummings模型的光子反聚束效应

在旋波近似下，分析了共振与非共振两种情况下多光子Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ（Ｊ－Ｃ）模型的光子反聚束效应及初始原子相干性对其影响。考虑非旋波近似，讨论了弱场短时间内的光子反聚束效应，得到一些不同于旋波近似下的结论。     

q－光子湮没算符K次方本征态及其量子统计性质

通过构造算符的Ｋ个正交归一本征态，本文讨论了光场振幅Ｎ次方压缩和反聚束效应．     

非对称两态叠加多模叠加态光场的等幂次N次方H压缩

根据量子力学的态叠加原理,构造了由强度不相等的两个多模复共轭相干态|{z_j~((a)*)}〉_q和|{z_j~((b)*)}〉_q,这两者的线性叠加所组成的非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψ〉_q。利用多模压缩态理论,研究了态|Ψ〉_q的等幂次N次方H压缩特性,结果表明:当满足一定的相位条件时,无论腔模总数q与压缩次数N两者之积qN是奇数还是偶数,态|Ψ〉_q的两个正交相位分量总可分别呈现出等幂次N次方H压缩效应。