双曲余弦-高斯光束的相干模分解

利用傅里叶变换和正交模系展开法,推导出了双曲余弦—晶斯光束的M2因子和归一化模系数的解析表达式,从而建立了双曲余弦-高斯光束的相干模分解理论。提出了一种在实验室中产生双曲余弦-高斯光束的简单方法。

双曲正弦高斯光束的M^2因子和相干模分解

基于二阶矩方法和正交模系展开法，推导出双曲正弦高斯光束的光束传输 Ｍ２ 因子和模相干系数的解析表达式，从而建立了双曲正弦高斯光束的相干模分解理论．提出了一种在实验室中产生双曲正弦高斯光束的简单方法．

相干模表示的部分相干高斯-谢尔光束的相位-空间积

与传统的相干激光光束的评价不同,对部分相干光束质量进行评价时,不仅要反映其远场发散特性,而且还要能体现光源本身的部分相干性。根据部分相干光的相干模表示法,推导了由部分相干光源所产生光束的相位一空间积Q。与前人在相干光源情形下得到的结论相比,得出的相位一空简积Q不仅包含各个全相干模基元线性组合的贡献,而且还有来自不同的全相干模基元之间相互作用的贡献。

截断平顶光束的广义M^2因子和相干模分解

针对Li提出的平顶光束的新描述模型 ,分别采用广义二阶矩方法和矩形函数的复高斯函数展开方法 ,推导出平顶光束通过硬边光阑的广义光束传输M2 因子和模相关系数的解析表达式 .以此为基础 ,对截断平顶光束的模相关、模结构以及相干模分解进行了分析 ,建立了截断平顶光束的相干模分解理论 .

多模激光的模相关和相干模表示

对多模激光的模相关和相干模表示作了深入的理论研究．利用部分相干光理论，将与高斯谢尔模型光束等效的多模激光表示为空间相干，并且彼此可相关模式的叠加．给出了直角坐标系下模相关系数的解析表达式．基于Ｍ２因子概念，建立了在考虑模式相关的一般情况下的多模激光模分解理论．

复宗量厄米_高斯光束的相干模表示

基于激光的相干模分解理论,讨论了复宗量厄米_高斯(EHG)光束的模相关和相干模表示,推导出EHG光束的模相关系数的解析表达式,并给出了一种只包含有限个模式的相干模表示.在此基础上,根据EHG光束的模结构,分析了EHG光束和常规厄米_高斯(SHG)光束M^2因子的差异.

基于拉梅模谐振器的无线式石英测温系统设计

本文提出一种采用单端支撑型拉梅(Lamé)模石英热敏谐振器的无线式石英测温系统的设计。它包括一体式热敏-载波双模谐振组件、同步激励式双模相干振荡组件、调频与整形滤波组件、无线发射、接收与鉴频组件、STM32F407型单片机软硬件信号处理单元等。详述了频率为1.8 MHz的Lamé模石英热敏谐振器、频率为98 MHz泛音厚度切变模的超小型载波石英谐振器的设计与创新点。实验结果表明:典型样品Lamé模热敏谐振器的Q值可达6.5×10^(4),测温系统分辨率为0.01℃,精度为0.2℃,达到设计要求。

多模偶相干态光场中的N次方Y压缩与N次方H压缩特性研究

本文根据新近建立的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论，对多模偶相干态光场冲｜ψ,e〉q中的N次方Y压缩、N次方H压缩、N－Y最小测不准态以及N－H最小测不准态等进行了详细研究．结果表明：1）当N为偶数时，态｜ψ，e〉q恒处于N－Y最小测不准态；当N为奇数时，态｜ψ，e〉q在一定条件下存在着周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应,2）当q·N为偶数时，态｜ψ，e〉q恒处于N－H最小测不准态．当q·N为奇数时，在另外的条件下，态｜ψ，e〉q存在着周期性变化的、任意阶的N次方H压缩效应.3）N次方Y压缩效应与N次方H压缩效应两者的压缩程度和深度均与几率幅、压缩参数Rj、各模的初始相位（或者初始相位和）、压缩阶数N及腔模总数q等非线性相关，后者与上述诸参量的非线性关联程度要比前者的更强．

多模奇相干态光场中的N-Y最小测不准态与N-H最小测不准态

本文根据新近建立的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论，对多模奇相干态光场｜Ψ，ｏ〉ｑ中的Ｎ次方Ｙ压缩、Ｎ次方Ｈ压缩、Ｎ－Ｙ最小测不准态以及Ｎ－Ｈ最小测不准态等进行了详细研究．结果表明：１）当压缩阶数Ｎ为偶数时，多模奇相干态｜Ψ，ｏ〉ｑ总是恒处于Ｎ－Ｙ最小测不准态；当Ｎ为奇数时，态｜Ψ，ｏ〉ｑ既不处于Ｎ－Ｙ最小测不准态，也不呈现Ｎ次方Ｙ压缩效应．２）当ｑ·Ｎ为偶数时，多模奇相干态｜Ψ，ｏ〉ｑ总是恒处于Ｎ－Ｈ最小测不准态；当ｑ·Ｎ为奇数时，态｜Ψ，ｏ〉ｑ既不处于Ｎ－Ｈ最小测不准态，也不呈现Ｎ次方Ｈ压缩效应．３）多模奇相干态｜Ψ，ｏ〉ｑ恒处于Ｎ－Ｙ最小测不准态与恒处于Ｎ－Ｈ最小测不准态的条件明显不同。

一种新型的多模虚偶相干态光场的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩

本文利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了一种新型的多模虚偶相干态光场 | Ψ( 2 )i,e〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩与等阶 N次方 H压缩特性 .结果发现 :1 )态 | Ψ( 2 )i,e〉q是一种典型的多模非经典光场 ,当压缩阶数 N为奇数时 ,态 | Ψ( 2 )i,e〉q在一定条件下总可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶 N次方 Y压缩效应 ;当腔模总数 q与压缩阶数 N这两者的乘积 q· N为奇数时 ,则在一定条件下态 |Ψ( 2 )i,e〉q 又可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶 N次方 H压缩效应 .2 )态 |Ψ( 2 )i,e〉q的等阶 N次方 Y压缩与等阶 N次方 H压缩效应这两者的压缩程度和压缩深度分别与几率幅 γ( e)q 、压缩参数 Rj、各模的初始相位 φj(或者各模的初始相位和 qj =1φj)、压缩阶数 N以及腔模 (指纵模 )总数 q等呈较强的非线性关联 ,等阶 N次方 H压缩效应与上述诸参量之间的非线性关联程度要比等阶 N次方 Y压缩效应的更强 .3 )多模虚偶相干态光场 |Ψ( 2 )i,e〉q 与多模偶相干态光场 |Ψ,e〉q 及多模复共轭偶相干态光场 | Ψ( 2 )* ,e〉q这后两者的等阶 N次方 Y压缩效应和等阶 N次方 H压缩效应的压缩条件和压缩特性正好相反 ,这种现象就称为相反压缩 .

一种新型的多模虚奇相干态光场的两种等阶最小测不准态——等阶N-Y与等阶N-H最小测不准态

本文利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了一种新型的多模虚奇相干态光场|Ψ( 2 )i,o〉q的广义非线性等阶高阶压缩特性 .结果发现 :1 )当压缩阶数 N为偶数时 ,多模虚奇相干态 |Ψ( 2 )i,o〉q总是恒处于等阶 N-Y最小测不准态 ;而当 N为奇数时 ,态 |Ψ( 2 )i,o〉q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 .2 )当腔模总数 q与压缩阶数 N这两者之积 q·N为偶数时 ,多模虚奇相干态 | Ψ( 2 )i,o〉q 始终恒处于等阶 N-H最小测不准态 ;而当q·N为奇数时 ,态 | Ψ( 2 )i,o〉q 既不处于等阶 N-H最小测不准态 ,也不呈现等阶 N次方 H压缩效应 .3 )上述的等阶 N -Y最小测不准态与等阶 N-H最小测不准态属于两种截然不同的等阶最小测不准态 ,两者无论在定义上、性质上、条件上还是在产生机制上都存在着严格的本质区别 .4)多模虚奇相干态光场 | Ψ( 2 )i,o〉q与已报道的多模奇相干态光场 | Ψ,o〉q 和多模复共轭奇相干态光场 | Ψ( 2 )* ,o〉q等虽是三种不同的量子光场态 ,但却具有完全相同的量子统计性质 ;即在相同条件下它们都恒处于上述的两种等阶最小测不准态 ,但始终不呈现等阶 N次方 Y压缩与等阶 N次方 H压缩效应 .

两不同奇相干态组成的第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 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

高Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的等阶Y压缩效应

本文利用多模压缩态理论 ,详细研究了高 Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与 V型三能级原子相互作用系统中双模光场的一次和二次等阶 Y压缩效应 ,结果表明 :1 )等阶 Y压缩特性强烈地依赖于 Kerr介质的三阶非线性极化系数 (x)和双模光场中各模的平均光子数 n- 1、n- 2 ;当 x<1 ,n- 1=n- 2 <1时 ,不产生等阶 Y压缩效应 ;而当 x=2 .5、5、1 0以及n- 1=n- 2 =2、5时 ,光场可呈现出强烈的一次及二次等阶 Y压缩效应 ;2 )在 x以及 n- 1、n- 2 相同的条件下 ,不同压缩阶次的等阶 Y压缩效应的时间演化曲线的压缩周期与压缩阶次成反比 ,压缩度的幅度则随压缩阶数的升高而迅速下降 ;3)在平均光子不变 (即 n- 1=n- 2 恒定 ) ,但Kerr介质不同 (即 x变化 )的条件下 ,相同压缩阶数的等阶 Y压缩效应的 Y压缩度曲线的时间演化周期与 Kerr介质的三阶非线性化系数 x成反比 ,压缩度的幅度则随 Kerr介质的三阶非线性极化系数 x的增大而增强 ;4)等阶 Y压缩效应的持续时间以及等阶 Y压缩度的大小等强烈地依赖于 Kerr介质的非线性程度和光场强度 ;一般而言 ,Kerr介质的非线性程度越高 (即 x越大 ) ,并且光场越强 (即 n- 1=n- 2 取值越大 ) ,等阶 Y压缩效应持续时间就越短 ,等阶

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H压缩

本文构造了由两不同奇相干态组成的第 种四态叠加多模叠加态光场 |ψ(4 )o , 〉q.利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了态 |ψ(4 )o , 〉q的广义非线性等阶 N次方 H压缩特性 ,结果发现由多模奇相干态 |ψ,o〉q和多模虚奇相干态 |ψ(2 )i ,o〉q这两者线性叠加所组成的新量子光场态、|ψ(4 )o , 〉q是一种典型的非经典光场 .1 )当腔模总数 q与压缩阶数 N的乘积 q·N为偶数、且 q N=4m( m=1 ,2 ,3 ,… ,… )时 ,态 |ψ(4 )o , 〉q恒处于等阶 N-H最小测不准态 ,与其它参量的取值无关 ;2 )当 q N为偶数、且 q N=4m-2 ( m=1 ,2 ,3 ,… ,… )时 ,( i)态 |ψ(4 )o , 〉q可呈现等阶 N次方 H压缩效应 ,其两正交分量的压缩特性呈现周期性变化的、互补对称关系 ;( ii)态 |ψ(4 )o , 〉q可呈现“半相干态”效应 .3 )当 q N为奇数时 ,态 |ψ(4 )o , 〉q始终不呈现等阶N次方 H压缩效应 ,也不处于等阶 N-H最小测不准态 ,但在一定条件下可呈现“半相干态”效应 .

多模复共轭虚偶相干态光场的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩

本文利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了一种新型的多模复共轭虚偶相干态光场 | Ψ*( 2 )i,e 〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩与等阶 N次方 H压缩特性 .结果发现 :1 )当压缩阶数 N为奇数时 ,态 Ψ*( 2 )i,e 〉q在一定条件下总可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方 Y压缩效应 ;当腔模总数 q与压缩阶数 N两者之乘积 q·N为奇数时 ,则在一定条件下态 |Ψ*( 2 )i,e 〉q又可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶 N次方 H压缩效应 .2 )态 |Ψ*( 2 )i,e 〉q与多模偶相干态光场 | Ψ,e〉q及多模复共轭偶相干态光场 | Ψ( 2 )*,e〉q这两者的等阶 N次方 Y压缩效应和等阶 N次方 H压缩效应的压缩幅度相等但压缩条件和压缩特征正好相反 ;态|Ψ*( 2 )i,e 〉q与多模虚偶相干态光场 |Ψ( 2 )i,e〉q 的压缩幅度、压缩条件和压缩特征等完全相同 .这一结果再次从理论上证实了多模压缩光中的确存在着“相反压缩”和“压缩简并”这两类新的物理现象 .

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.

由多模奇偶相干态组成的第种四态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由多模复共轭奇相干态与多模复共轭偶相干态所组成的第 种四态叠加多模叠加态光场 | Ψ( 4)o,e 〉q.利用多模压缩态理论 ,研究了态 |Ψ( 4)o,e 〉q 的等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 :1 )多模叠加态光场 |Ψ( 4)o,e 〉q中 ,压缩阶数 N为偶数时 ,只存在等阶 N-Y最小测不准态 ;2 )多模叠加态光场 |Ψ( 4)o,e 〉q,在压缩阶数为奇数时 ,随着腔模总数 q、态间相位差 (θe-θo)、各模初相位φj以及态的几率幅值 re和 ro及平均光子数 R2j 等取不同的组合定值时 ,可呈现以下几种状态 :1等阶 N-Y最小测不准态、2“半相干态”、3“半压缩态”;3 )本文构造的多模叠加态 | Ψ( 4)o,e 〉q与文献 1 7、1 8研究的多模叠加态 |Ψ( 4)o,e 〉q在相同的条件下呈现出完全相同的压缩特性 ,故态 |Ψ( 4)o,e 〉q与态 |Ψ( 4)o,e 〉q 之间存在着“压缩简并”现象 .

多模复共轭虚奇相干态光场的等阶高次压缩特性研究

本文构造了一种新型的多模复共轭虚奇相干态光场 | Ψ* ( 2 )i,o 〉q,利用多模压缩态理论详细研究了态 | Ψ* ( 2 )i,o 〉q的等阶 N次方 Y压缩与等阶 N次方 H压缩特性 .结果发现 :与多模奇相干态光场、多模复共轭奇相干态光场和多模虚奇相干态光场等所有的多纵模奇相干态光场的性质相同 ,多模复共轭虚奇相干态光场在任何条件下都不呈现等阶 N次方 Y压缩效应与等阶 N次方 H压缩效应 ,但在一定条件下却可恒处于等阶 N-Y最小测不准态和等阶 N-H最小测不准态 .这表明所有的多纵模奇相干态光场之间 ,必定存在某些内在的必然性联系 .

高Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的不等阶Y压缩效应

本文利用多模压缩态理论 ,研究了高 Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与 V型三能级原子相互作用系统中双模光场的不等阶 Y压缩效应 ,绘出了第一模“i(i=1 ,2 )”次方第二模“j(j=2 ,3 )”次方 Y(i-j-Y)压缩度的第一正交分量 (Sy1ij) ,第二正交分量 (Sy2ij)的时间演化曲线 .结果表明 :1 )不等阶 Y压缩特性强烈地依赖于 Kerr介质的三阶非线性极化系数 (x)和双模光场中各模的平均光子数 n1,n2 ;当 x<1 ,n1=n2 <1时 ,不存在不等阶 Y压缩效应 ;而当 x=2 .5 ,5 ,1 0以及 n1=n2 =5 ,1 0时 ,光场和系统开始作用后的很短一段时间内呈现不等阶 Y压缩效应 .2 )在 x以及 n1,n2 不变的条件下 ,不等阶 Y压缩度时间演化曲线的崩坍 -复原时间随压缩阶次的升高而缩短 ,压缩度随压缩阶数 ,特别是两模幂次差的升高而迅速下降 .3 )在平均光子不变 (即 n1=n2 恒定 ) ,但 Kerr介质不同 (即 x变化 )的条件下 ,不等阶 Y压缩度曲线崩坍时间随 Kerr介质的三阶非线性极化系数 x的增加而缩短 ,幅度则不受 Kerr介质的三阶非线性极化系数变化的影响 .4)不等阶 Y压缩效应的持续时间等强烈地依赖于 Kerr介质的非线性程度 ,x越大不等阶 Y压缩效应持续时间就越短 .不等阶 Y压缩度演化曲线正向幅度随平均光子数的增大而增大 ,负向幅度 (?

两模光场与原子相互作用中光场周期性和频效应-理想Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的不等阶和压缩效应

利用多模压缩态理论 ,通过数值计算研究了高QKerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中双模光场的不等幂次高次和压缩效应 ,分别绘出了两模光场第一模i次方第二模j次方不等幂次和压缩度的第一正交分量 (Sh1 ij) ,第二正交分量(Sh2 ij)的时间演化曲线 结果表明 :1 )Kerr介质的存在和嵌放在介质中的V型三能级原子是产生双模光场不等阶和压缩效应的物质条件 ,二者缺一不可 2 )腔中光场和原子发生光子交换是导致双模光场不等幂次和压缩效应的微观机制 3)在不考虑坐标度的情况下 ,不同条件下的时间演化曲线呈现非常相似的“崩坍 -复原 -凹谷”式结构 ,且复原区的波型振荡次数及凹谷区的振荡下降和振荡上升型式一样 4)在 χ以及〈n1 〉 ,〈n2 〉不变的条件下 ,不等幂次高次和压缩度时间演化曲线的崩坍 -复原 -凹谷式结构的持续时间随压缩阶次的升高而缩短 ,压缩度随压缩阶数的升高而迅速下降 5 )在平均光子不变 (即〈n1 〉 ,〈n2 〉恒定 ) ,但Kerr介质不同 (即 χ变化 )的条件下 ,不等幂次高次和压缩度曲线的周期随Kerr介质的三阶非线性极化系数 χ的增加而缩短 ,幅度则不受Kerr介质的三阶非线性极化系数变化的影响 6)不等幂次高次和压缩效应的持续时间等强烈地依赖于Kerr介质的?