量子光场态|Ψ^(3)〉q的N-H最小测不准态

本文根据新近建立的多模压缩态理论,对一种新型的三态叠加多模量子光场态│Ψ(3)〉q的等幂次N-H最小测不准态进行了详细研究。结果发现:当腔模总数q与压缩次数N这两者之积满足一定的条件时,态│Ψ(3)〉q总是恒处于等幂次N-H最小测不准态。

基于压缩态光场的量子增强型光学相位追踪

量子增强型光学相位追踪作为高精度跟踪和测量光学相位的量子光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达和唢呐等领域中有着重要应用.本文提出一种基于压缩态光场的量子增强型光学相位追踪协议.采用中心波长为1064 nm的连续固体激光光源,结合光学参量振荡器以及Pound-Drever-Hall(PDH)锁定技术,制备得到初始压缩度为(8.0±0.2)dB的相位压缩态光场.通过信号调制及解调技术,实现对压缩态光场相位的控制,从而实现对光学相位0-2π范围内的量子增强型追踪.与经典协议相比,这一协议可以将相位追踪的噪声起伏抑制至散粒噪声基准以下至少6.27 dB,实现了相位追踪精度至少76.4%的量子增强.由于到达角估计、相控阵雷达、相控阵唢呐等应用领域对相位测量精度要求极高,这一协议有望将相位估计的精度提高至突破散粒噪声极限,为相关领域提供压缩光源,也为更高精度的空间定位及量子测距技术提供理论和实验基础.

二项-负二项组合光场态的光子统计性质及其在量子扩散通道中的生成

在组合二项-负二项分布的基础上，提出了二项一负二项组合光场态，这种态能在F0ck态历经量子扩散通道的过程中实现．导出了此光场的二阶相干度公式．g^（2）（t）=2-m^2＋m/（m＋kt）^2发现随着时间的推移光场从非经典Fock态变为经典态，光子数m经扩散通道后变成了m＋疵，毒是扩散常数，相应的光子统计从亚泊松分布历经泊松分布再变成混沌光；初始Fock态的光子数越多，则扩散所需的时间越长．

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。

用正交对称化方法产生非经典光场态

研究非经典光场的一个重要的、行之有效的途径就是尽可能多地构造出一些量子力学所允许的光场态,即量子光场态,然后研究它们的量子统计性质,从而使我们有可能发现新的迄今尚未发现的非经典效应以及找到光场的各种非经典效应之间的关系。 本文提出了一种我们称之为正交对称化(Ortho-symmetrization)的方法。用这种方法,

受量子相位调制的两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由受量子相位调制的多模 (即 q模 )虚相干态 |{im1 Zj}〉q及其相反态 |{- im2 Zj}〉q这两者的线性叠加所组成的一种新型的两态叠加多模叠加态光场 |ψ( 2 )m1 ,m2 〉q.利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了态 |ψ( 2 )m1 ,m2 〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 :1 )无论态间的初始相位差 (θm2 - θm1 )、各模的初始相位 φj、腔模总数 q、压缩参量 Rj以及两态叠加的几率幅 rm1 和 rm2 等取何值 ,无论压缩阶数N取奇还是取偶 ,只要相位调制因子 m1和 m2 与压缩阶数 N的关系满足一定的量子化条件 ,态 |ψ( 2 )m1 m2 〉q就恒处于等阶 N- Y最小测不准态 .2 )当态间的初始相位差 (θm2 - θm1 )在态间压缩区 [2 kθπ-π/ 2 + qj =1{R2jsin[(m2 - m1)π/ 2 ]},2 kθπ+π/ 2 + qj =1{R2jsin[(m2 - m1)π/ 2 ]}]内取值时 ,无论压缩阶数 N取奇还是取偶 ,只要相位调制因子 m1和 m2 与 N的关系式以及各模的初始相位φj等满足一定的量子化条件 ,态 |ψ( 2 )m1 ,m2 〉q就可呈现出周期性变化的 ,任意阶的等阶 N次方 Y压缩效应 .3)利用相位调制因子 m1、m2 与压缩阶数 N之间的解析关系式 ,可直接确定出 |ψ( 2 )m1 m2 〉q呈现等阶 N次方 Y压缩效应时的压?

第Ⅲ及第Ⅳ类两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩——兼论“相似压缩”与“压缩简并”现象

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,分别构造了由多模 (即 q模 )相干态 | { Zj}〉q与多模真空态 | { 0 j}〉q以及由多模相干态的相反态 | { -Zj}〉q与多模真空态 | { 0 j}〉q等的线性叠加所组成的第 及第 类两态叠加多模叠加态光场 | ψ( 2 )+ ,3〉q和 | ψ( 2 )- ,4 〉q.利用新近建立的多模压缩态理论 ,首次对态 | ψ( 2 )+ ,3〉q及态 | ψ( 2 )- ,4 〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩和等阶 N次方 H压缩特性进行了详细研究 .结果发现 :1 )态 | ψ( 2 )+ ,3〉q 及态 | ψ( 2 )- ,4 〉q是两种典型的多模非经典光场 ,当各模的初始相位 φj(j=1 ,2 ,3 ,… ,q)或者各模的初始相位和 qj =1φj以及态间的初始相位差 (θ( R)± -θ( 0 )± )等分别满足一些特定的量子化条件时 ,态 | ψ( 2 )+ ,3〉q 及态 | ψ( 2 )- ,4 〉q均可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶 N次方 Y压缩效应和等阶 N次方 H压缩效应 ;2 )当组成态 |ψ( 2 )+ ,3〉q及态 |ψ( 2 )- ,4 〉q 的各对应复几率幅不相等亦即 C( R)+ ≠ C( R)- 和 C( 0 )+ ≠ C( 0 )- 时 ,态 |ψ( 2 )+ ,3〉q及态 |ψ( 2 )- ,4 〉q这两者的压缩条件和压缩特征虽然相同 ,但其压缩幅度 (即压缩程度和压缩深度 )却不相等 ,这种现象称为“相似压缩”;3 )当组成态 | ψ(

一种双模叠加态光场的两种非线性高阶压缩效应

本文在发展现有理论的基础上提出了双模及多模辐射场的两种非线性高阶压缩（即N次方Y压缩和N次方H压缩）的定义，根据量子力学中的线性叠加原理构造了一美双模叠加志光场|ψ＞，对|ψ＞的N次方Y压缩及N次方H压缩效应进行了详细研究．结果表明：双模叠加态光场|ψ＞是一种典型的非经典光场，它可具有任意阶的N次方Y压缩及N次方H压缩效应；并且，在一定的条件下，这两种非线性高阶压缩效应均可呈现出周期性变化的特性．文献7的单模辐射场振幅N次方压缩的定义，仅仅是本文所提出的N次方Y压缩和N次方H压缩这两种非线性高阶压缩的一般定义在k=1条件下的特例．

一种新型的两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方H压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由多模 (即 q模 )相干态的相反态 | {-Zj}〉q及多模虚相干态的相反态 | {-iZj}〉q 这两者的线性叠加所组成的一种新型的两态叠加多模叠加态光场 | ψ(2 )msc〉q 利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了态 | ψ(2 )msc〉q 的广义非线性等阶N次方H压缩特性 结果发现 :1 )当压缩阶数N与腔模总数q这两者之积为偶数 ,亦即当q·N =2 p且p =2m (m =1 ,2 ,3,… ,… )时 ,态 | ψ(2 )msc〉q恒处于等阶N H最小测不准态 ;2 )当q·N =2 p且 p =2m′+ 1 (m′ =0 ,1 ,2 ,3,… ,… )时 ,如果各模的初始相位之和 qj=1φj、态间的初始相位差 (θ(I)nq-θ(R)nq)、各多模相干态光场的总的平均光子数 qj=1R2 j以及 [(θ(I)nq -θ(R)nq) + qj=1R2 j]等满足一定的量子化条件时 ,态 | ψ(2 )msc〉q 总可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方H压缩效应 ;3)当压缩阶数N与腔模总数 q这两者之积为奇数时 ,亦即当 q·N =2 p + 1时 ,无论 p =2m(m =0 ,1 ,2 ,3,… ,… )还是 p =2m′ + 1 (m′ =0 ,1 ,2 ,3,… ,… ) ,只要各模初始相位之和 qj =1φj满足一定的量子化条件 ,则当两态叠加几率幅满足r(R)nq =r(I)nq 时 ,态 | ψ(2 )msc〉q 就恒处于N

非旋波近似下Λ型三能级原子与相干态光场的量子纠缠

在非旋波近似下,利用相干态正交化展开方法,对相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的量子场熵进行了精确求解.利用量子熵理论讨论了耦合强度、平均光子数以及初始时刻原子处于不同的能级对量子纠缠的影响.数值计算的结果表明:当初始时刻原子处于激发态时,量子纠缠在较短的时间内就能演化到最大值,随着平均光子数的增大,纠缠演化的周期性逐渐明显;原子初始时刻处于三个能级的叠加态会使初始阶段量子纠缠显著降低;与旋波近似下的结果不同的是,随着耦合强度以及平均光子数的增加,非旋波项的贡献显著增强,使得量子纠缠演化曲线出现小锯齿状的振荡.

一种新型的两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由多模 (即 q模 )相干态的相反态 | {- Zj}〉q及多模虚相干态的相反态 | {- i Zj}〉q这两者的线性叠加所组成的一种新型的两态叠加多模叠加态光场 | ψ( 2 )msc〉q.利用新近建立的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论 ,研究了态| ψ( 2 )msc〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 ,1 )当压缩阶数 N=2 P且 P=2 m( m=1 ,2 ,3,… ,… )时 ,态 |ψ( 2 )msc〉q恒处于 N - Y最小测不准态 ;2 )当 N =2 P且 P=2 m′+ 1 ( m′=0 ,1 ,2 ,… ,… )时 ,如果各模的初始相位φj、态间的初始相位差与各单模相干态光场的平均光子数之和 qj =1R2j即 [( θ( R)nq - θ( I)nq) - qj =1R2j]满足一定的量子化条件 ,态 | ψ( 2 )msc〉q 可呈现周期性变化的、任意阶的等阶 N次方 Y压缩效应 ;3)当 N为奇数时 ,态 | ψ( 2 )msc〉q在一定条件下恒处于 N-Y测不准态 ;4)态 |ψ( 2 )msc〉q与文献 2 1中的态 |ψ( 2 ) 〉q出现部分压缩简并现象 。

第类多模叠加态光场的不等幂次差压缩特性

利用多模不等幂次压缩态的一般理论,详细研究了第 类两态叠加多模叠加态光场的场幅幂次不等的差压缩特性(即Nj次方X压缩特性),结果发现:第 类多模叠加态在一定的条件下存在周期性变化的广义非线性二阶不等幂次Nj次方X压缩效应;发现了"奇异压缩"现象;说明这个多模叠加态光场是一种典型的多模非经典光场。

两不同奇相干态组成的第Ⅲ种四态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩

根据量子力学中的线性叠加原理，构造了由多模奇相干态与多模复共轭奇相干态这两种不同的奇相干态的线性叠加所组成的第Ⅰ种四态叠加多模叠加态光场｜Ψ(4)o，I〉q，利用多模压缩态理论，研究了态｜Ψ(4)o，I〉q的等阶N次方Y压缩特性.结果发现：1)当压缩阶数N为偶数时，在不同的条件下，态｜Ψ(4)o，I〉q可分别呈现三种状态：a)态｜Ψ(4)o，I〉q可处于等阶N-Y最小测不准态；b)态｜Ψ(4)o,I〉q的第一正交分量可呈现等阶N次方Y压缩效应；c)态｜Ψ(4)o，I〉q可呈现“半相干态”效应.2)当压缩阶数为奇数时，若果r1＝r2＝r，则在不同的条件下，态｜Ψ(4)o，I〉q可分别呈现三种状态：a)态｜Ψ(4)o，I〉q可处于等阶N-Y最小测不准态；b)态｜Ψ(4)o，I〉q的第一正交分量可呈现等阶N次方Y压缩效应；c)态｜Ψ(4)o，I〉q的第二正交分量可呈现等阶N次方Y压缩效应.3)“半相干态”是指在一定条件下，态｜Ψ(4)o，I〉q的两个正交分量其中一个正交分量处于等阶N-Y最小测不准态，另一个正交分量既不处于等阶N-Y最小测不准态也不呈现等阶N次方Y压缩效应.

量子叠加态光场中广义电场的N次方H压缩效应

利用多模压缩态理论 ,研究了一种新型的三态叠加多模量子叠加态光场 ｜Ψ( 3 ) 〉q 中广义电场分量的等幂次N次方H压缩特性。结果发现 ,在一定条件下 ,态 ｜Ψ( 3 ) 〉q 的广义电场分量总可呈现出周期性变化的广义非线性等幂次 N次方H压缩效应。

第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场的偶数阶等阶N次方Y压缩

本文利用多模压缩态理论 ,研究了第 种非对称两态叠加多模叠加态光场 |Ψ(ab) 〉q的偶数阶等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 :在压缩阶数 N取偶数情况下 ,只要构成态 |Ψ(ab) 〉q的两个量子光场态的强度 (即平均光子数 )不相等 ,则当各模的初始相位φ(a)j 、φ(b)j ( j=1 ,2 ,3 ,… ,q)、态间的初始相位差 ( θ(b I)pq -θ(a R)nq )以及与上述的两个量子光场态相对应的各单模相干态光场的光子干涉项之和 qj =1[R(a)j R(b)j cos( φ(a)j -φ(b)j ) ]等满足一定条件时 ,态 |Ψ(ab) 〉q 可呈现出周期性变化的、任意偶数阶的等阶 N次方 Y压缩效应 .

压缩相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的纠缠特性

利用量子熵理论,研究了压缩相干态光场与Λ型三能级原子的量子纠缠随时间的演化特性.结果表明:光场与原子纠缠度依赖于初态原子能级叠加系数、光场压缩参量、相干态振幅参量及失谐量与耦合系数之比.当光场压缩参量增大时,光场与原子的最大纠缠度增大;若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠则呈现周期性演化,系统呈现接近退纠缠;若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠呈现周期性,场失谐量与耦合系数的比值足够大时,在一定时刻系统可处于稳定的最大纠缠态,且系统演化呈现周期性.

好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度

考虑原子间偶极相互作用，求出好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度。结果表明，对于理想腔，若原子初始时刻处于相干保持态，系统保真度始终等于1；若原子初始时刻处于其余Bell态之一，腔场初态的平均光子数很小，系统保真度在0～1之间作周期性振荡，随着腔场初态的平均光子数的增加，系统保真度的振荡频率增大，振幅减小。对于好腔，若原子初始时刻处于相干保持态，系统保真度呈指数单调衰减；若原子初始时刻处于其余Bell态之一，系统保真度呈指数振荡衰减，且随着腔场初态的平均光子数的增加，系统保真度的振荡频率增大，振幅减小。

T-C模型中纠缠原子与相干态光场相互作用平均光子数的演化

研究了一对纠缠的二能级原子与单模相干态光场的相互作用,得出平均光子数随时间的演化规律.讨论了相干振幅分量模平方|α|2、原子-场的耦合系数g、原子间的耦合系数ε及纠缠因子cosθ对光场的平均光子数的〈n(t)〉的影响,结果表明:随着相干振幅分量模平方,原子-场的耦合系数,原子间的耦合系数的变化,平均光子数演化曲线的平均值和系统量子崩塌-复苏的周期都会随之变化.但纠缠因子的变化并不影响量子崩塌-复苏的周期,只是使平均光子数随时间演化的值慢慢变化.

一种强度不对称的两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩特性研究

利用多模压缩态理论 ,研究了一种强度不对称的两态叠加多模叠加态光场 ｜Ψ(ab)I >q 的等阶N次方H压缩特性。结果发现 :当腔模总数 q与压缩阶数 N 这两者之积 qN 为偶数时 ,态 ｜Ψ(ab)I >q 的第一或第二正交分量在一定条件下可分别呈现出等阶N次方H压缩效应。

第Ⅰ类三态叠加多模叠加态光场高次和压缩特性

构造了由多模相干态|{Zj}〉q、多模真空态|{0j}〉q和多模相干态的相反态|{-Zj}〉q线性叠加组成的第Ⅰ类三态叠加多模叠加态光场|ψ(3)1〉q,利用多模压缩态理论,研究了态|ψ(3)1〉q中广义电场分量的等幂次高次和压缩特性.结果表明,在一定条件下,态|ψ(3)1〉q的广义电场分量(即第二正交相位分量)可分别呈现出周期性变化的等幂次奇数模与偶数次、偶数模与奇数次、偶数模与偶数次、奇数模与奇数次的高次和压缩效应.