教学研究:介绍量子力学几个基本概念——兼答《关于量子几何相位的评注》中的几个主要问题

介绍了量子绝热定理的物理含义及成立的条件 ,认为有关主要文献 (Aharonov -Anandan ,Bohm ,孙昌璞等 )的表述是正确的 ,而《关于量子几何相位的评注》[1] (以下简称《评注》)相应的表述不完全正确 .在此基础上 ,认为这些文献和教材 (R .Shankar)得出的涉及Berry绝热相位的一些论述 (不含Berry绝热相因子的瞬时能量本征态不满足含时Schr dinger方程等 )也是正确的 ,而《评注》的论述与此相反 .《评注》认为只有γn(C)才是Berry相位 .本文作者则倾向于把γn(t)叫做Berry绝热相位 ,而把γn(C) =γn(T) -γn(0 )叫做几何相位 (geometricphase) [2 ] .

教科书内容的正确和真实至关重要——关于曾谨言著“量子力学”中量子几何相位概念的再评注

对曾谨言所著的量子力学书中量子几何相位的一些错误概念再次提出了批评,同时针对他在《大学物理》上的《介绍几个量子力学基本概念》一文的有关观点进行了逐点分析批驳,并举出Berry论文中有关论述为证.本文着重从"正确"和"真实"两方面去分析.

自旋为1粒子在旋转磁场中的几何相位和动力学相位(英文)

文章研究了自旋为1的粒子在旋转磁场中的几何相位和动力学相位.推导出如何计算自旋为1的粒子在绝热和非绝热演化中的几何相位和动力学相位公式,并利用这些公式计算其相位.最后我们讨论了三种情况下的Berry相位,当考虑ω1<<ω时,系统处于绝热近似,此时,几何相位就是Berry相位。

自旋为1/2的粒子在二能级体系中的几何相位

该文利用3种方法计算了自旋为1/2的粒子在二级体系中的几何相位,并得到了相同的结果,但用AA方法与Berry方法计算得到的结果相差一负号,同时分析了该系统中AA的单个几何相位因子为什么对应Berry的2个几何相因子.

量子力学相位问题研究进展

综述量子力学相位问题的背景、产生及进展。最初由Berry提出的适用于线性系统绝热演化的Berry相位受到了局限,在实际应用中,Berry相位被推广到非绝热演化(AA相)、非循环过程(非对角几何相)及非线性系统(一般量子态的几何相位)。指出对于非线性系统非对角几何相的研究是个新的研究课题,并对其研究前景进行展望。

飞秒激光直写偏振转换器件和几何相位器件(特邀)

光学器件的微型化和集成化是当前研究的热点,其中利用微纳结构实现局域电磁改性的超构光学更是引人关注。本文从微纳结构的制备出发,总结了利用超衍射精密加工的飞秒激光直写技术,制备偏振转换器件和几何相位器件的工作。介绍了微纳结构改性的物理机制,飞秒激光直写光刻胶、飞秒激光烧蚀金属薄膜、飞秒激光诱导纳米光栅等手段在偏振转换器件和几何相位器件制备方面的进展,展望了飞秒激光微纳加工技术在超构光学器件制备方面的挑战。

几何量子相位探析

波恩关于波函数的概率解释奠定了量子力学的理论基础。概率仅仅依赖于波函数的振幅而与相位无关。在相当长的一段时间内,人们的主要兴趣都集中在如何得到振幅。相位是所有干涉现象的根源,与振幅一样有着深刻的物理意义和特别的几何意义。本文介绍几何相位的发现和在开放系统中即混合态下的几何量子相位。

飞秒激光制备耐高温蓝宝石内部几何相位波带片(特邀)

针对晶体材料几何相位元件加工难、精度低、效果差等问题,提出了利用飞秒激光诱导纳米条纹技术来实现材料内部几何相位衍射元件的制备。飞秒激光近阈值加工方式有效的提升了加工精度,其精度为340 nm。通过实时调控扫描激光的偏振可以精准控制诱导纳米条纹的方向,进而改变晶体双折射效应的慢轴方向。基于该方法实现了蓝宝石内部几何相位波带片的有效制备,器件形貌良好、无裂纹,可用于高温环境下聚焦。

利用量子几何相位制作光纤偏振旋转器

利用光纤中的量子几何相位(又称Berry相位),制作了单模光纤的线偏振光偏振面旋转器,并对器件进行了测量.实验数据表明,这种光纤偏振旋转器对光偏振面的旋转基本符合理论预计.对偏差进行处理后得到修正的定标公式,可更精确地反映出此光纤偏振旋转器的特性.

基于相变超构表面的全息相位开关

将相变介质的有源调控属性与基于广义斯涅尔定律的相位型超表面相结合,实现了可重构的近红外全息超构器件。当集成的锗锑碲化合物(GST)相变介质处于非晶态时,各向异性的超构单元可实现宽带范围内(1.55~2.8μm)交叉极化转化率为~80%的几何相位调控,进而实现近场全息相位生成以及远场全息成像,即器件处于"开"态。当GST相变为晶态时,超构单元交叉极化效率被极小化,全息相位以及远场全息图像被关闭,器件处于"关"态。本文提出的相位型开关器件将在空间光调制、波前工程、全息成像等有源光子及光电集成应用中展现出极大潜力。

Berry相的研究

Berry相在量子体系在绝热循环演化下产生的,具有几何拓扑性质.本文就Berry相的本质和研究进展情况作了探讨.

Remark on Relations Between Different Non-integrable Phases

There are three non-integrable phases in literatures: Berry phase, Aharonov-Anandan phase, and Yang phase. This article discusses the definitions and relations between these three non-integrable phases.

规范场与不可积Beery几何相位因子

证明了在场强为零势不为零的复连通区域 ,规范势沿粒子运动闭合路径的不可积积分是Berry几何相位。说明了由规范势构成的不可积相位因子中一部分是几何Berry相因子 ,并以电磁场为例说明规范场和相位因子的关系。

基于波前编码的红外光学系统消热差设计研究

消热差是红外光学系统设计的重要环节之一,本文介绍使用波前编码技术进行红外光学系统消热差设计的原理及方法,分析波前编码的基本原理,给出波前编码光学系统调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)的表达式。在此基础上,以三片式长波红外光学系统为例,利用ZEMAX光学设计软件分析其在常温(+20℃)、-40℃和+60℃下的成像质量。分析结果表明,该系统在常温下的成像质量接近衍射极限,但是当温度在-40~+60℃之间变化时,MTF值迅速下降且出现零点,说明系统的成像质量急剧恶化,不再满足使用要求。加入波前编码相位版进行消热差设计后,MTF值对温度不再敏感,在不同温度下可以得到较为清晰的目标图像,表明波前编码技术可以实现红外光学系统的消热差设计。