Quantum Properties of Two-Mode Squeezed Even and Odd Coherent States

量状态的二种新类型被使用操作员构造(尉)= exp (尉 ~*ab -尉 a b ) 在二模式的平、奇怪的协调状态上。数学并且量如此的状态的统计性质被调查。这些状态的各种各样的非古典的特征例如挤压性质，内部模式的光子 bunching，和违背 ofCauchy—Schwarz 不平等，被讨论。处于这些状态的 Wigner 功能详细被学习。

SU_q（2）相干态的量子统计性质

在文献［１］的基础上研究了ＳＵｑ（２）相干态的压缩、反聚束和亚泊松统计性质．

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。

叠加激发双模SU(2)相干态的量子统计特性

构造了叠加激发双模SU(2)相干态|ψ>=Cm(|M,;ξm>+ei|M,ξ*;m>),用数值方法研究它的量子统计特性。结果表明:叠加激发双模SU(2)相干态两场模的光子统计分布保持反关联特征,而且呈现奇特的光放大特性;b模光场的亚泊松分布得到比较大的加强,而a模光场的亚泊松分布特性则有轻微减弱;两场模的反聚束性均得到增强;随激发量子数m的增大,两场模间的反关联性减弱。

双模SU(2)相干态场与一个V型三能级原子共振相互作用系统的光子统计性质研究

采用全量子理论和数值计算方法,研究了初始处于SU(2)相干态的双模腔场与一个V型三能级原子共振相互作用系统的光子统计性质,讨论了在没有对原子进行态选择测量、直接对原子进行态选择测量和应用经典微波场并对原子进行态选择测量的3种情况下2个腔模总光子数M、配分参量S和耦合系数对光子统计性质的影响。结果表明,直接对原子进行态选择测量,a模的亚Poisson统计分布的平均程度变深;减小配分参量S,a模光子的亚泊松统计分布的平均程度变浅,而b模变深;对原子进行态选择测量,违背Cauchy-Schwartz不等式;两模间的反相关特征保持不变,增加总光子数M或直接对原子进行态选择测量,反相关平均程度变浅。

单模加光子双模SU(2)相干态的量子统计特性

构造了单a模加光子双模SU(2)相干态|M,ξ;m〉=Ama+m|M,ξ〉,并用数值方法研究它的量子统计特性。结果表明:在双模SU(2)相干态的其中一个模(a模)加光子后,两场模的光子统计分布依然保持反关联特征,对Cauchy-Schwartz不等式的违反程度、a模光场光子统计的亚泊松分布特性以及另一个模(b模)光场的反聚束性得到加强,而b模光场光子统计的亚泊松分布特性和a模光场的反聚束性却减弱。

双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

采用求解Schro¨dinger方程和数值计算方法, 研究了双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质, 分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、原子基态概率幅、失谐量、场模与原子的耦合常数以及平均光子数对光子统计性质的影响. 结果表明, 双模纠缠相干光场的纠缠程度对光子统计性质的影响不大; 原子初态时基态概率幅变大使时间演化曲线的中心显著上移; 失谐量变大使时间演化曲线的振荡频率变慢; 平均光子数、场模与原子耦合常数的变化对光子统计性质的影响也很明显; 光场两模之间总为非经典相关.

双模纠缠相干光与Bell态原子系统的光子统计

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光子统计性质.分析了双原子体系的初态、光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及双原子体系的原子间耦合强度对双模光场的光子统计性质的影响.结果表明:双原子体系的初态为|β00〉、|β10〉时,光场在其演化过程中不出现光子的反聚束效应;而当原子初态为|β01〉或|β11〉时,在一定的条件下可出现光子的反聚束效应.并且在光场的演化过程中,光子的反聚束效应出现的次数、时间和深度极其敏感地依赖于初始光场的平均光子数,而受到双模纠缠光场的纠缠程度以及双原子间偶极作用强度的影响很微弱.

双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

本文采用求解Schr dinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与三能级原子相互作用系统的光子统计性质,结果表明:此性质与双模纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、双模光的平均光子数和原子的初态相关联。

内禀退相干对光场量子统计性质的影响

通过求解系统的Milburn方程,研究了两能级原子与双模SU(1,1)相干态光场相互作用系统的量子统计性质,分析了内禀退相干、双模光子数差和平均光子数对量子统计性质的影响。结果表明,内禀退相干增强了光场两模的聚束效应和模间相关程度,并使第一模始终处于亚泊松分布;存在内禀退相干时,场的二阶相干度仍具有明显的崩塌-回复现象,随着时间的演化,光场第一模处于亚泊松分布,光子呈现反聚束效应,光场两模间呈正相关,且为非经典相关,而在大部分时间区域,光场第二模处于泊松分布,光子呈现聚束效应。

Kerr介质中双模奇偶纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

采用求解Schr(?)dinger方程和数值计算方法,研究了Kerr介质中双模奇偶纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光子统计性质,分析了双模奇偶纠缠相干光场的纠缠度、Kerr介质与光场的耦合强度、双模光的平均光子数、失谐量和原子基态概率幅对光子统计性质的影响。结果表明:双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度对光子统计性质的影响不十分明显;Kerr效应增强使演化曲线上下移动,曲线的振荡频率变大、振荡幅度变小;保持场模1的光子数不变而改变场模2的光子数,会使演化曲线向上或向下显著移动、曲线的振荡幅度发生变化;失谐量的改变对光子统计特性也有一定影响;原子初态中基态概率幅的变化使演化曲线上下显著移动。

量子熵及其在生物光子学中的应用(英文)

基于光子场与声子库的相互作用机制,建立一个量子光学模型来描述"薛定谔猫"态所诱导的非经典效应的动力学演化.研究光场的量子统计性质(包括光子数分布、平均光子数、光子数方差和光场起伏),讨论了光场量子熵的时间演化,涉及Shannon熵、Wehrl熵及光子统计熵.研究表明,这三种熵在描述光场的量子统计性质方面是相互等价的,而光子统计熵具有可测量的特点,因此光子统计熵的概念和表述被用来研究生物光子辐射的相干性问题.通过测量新鲜树叶和一个非生命天然辐射体的自发光子辐射,对比分析相应的光子数方差及光子统计熵.结果表明,生物光子辐射具有高度的相干性.经考察衰变过程中的生物光子辐射相干性,并与稳态情况相比较,发现两者高度一致.特别是,可采用统一的表达式拟合衰变和稳态两种情况下场熵G(N)随平均光子数N的变化.作为应用,测量了转基因黄豆的自发光子辐射,并与相应的传统样品相比较,发现两者在光子统计熵的意义上有显著区别.

三能级电磁感应透明中辐射场的量子统计特性

对Λ型三能级原子电磁感应透明(EIT)过程中辐射场的二阶相干度进行了研究。理论分析表明,在电磁感应透明系统中,由于原子的相干效应导致其上能级共振荧光场的二阶相干度将呈现单光子场的量子统计特性。并对其随耦合场强度和探测光失谐的变化进行了详细的分析和讨论,结果发现:在Ω>(2Γ+Γ3)/2情况下,采用较弱的耦合光功率(由拉比频率Ω表征)及较大的探测光失谐,在较长时间延迟范围内,二阶相干度保持小于1,更利于实现非经典场的量子统计行为;相反,在Ω≤(Γ2+Γ3)/2情况下,探测光的失谐量越小,越利于获得二阶相干度小于1的量子统计光场。由此可见选取合适的参量可优化电磁感应透明过程中单光子场的量子统计特性。

克尔介质中双模纠缠相干光与贝尔态原子相互作用系统的光子统计特性

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了克尔介质腔中处于贝尔态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光子统计特性。讨论了双原子体系的初态、初始光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及克尔介质与双模光场的耦合强度对光子统计特性的影响。结果表明:忽略克尔介质的作用时,只有当双原子体系的初态为0β1〉或1β1〉时,在一定的条件下才可出现光子的反聚束效应,而当双原子体系的初态为β00〉、1β0〉时,光场在其演化过程中不出现光子的反聚束效应。而当考虑克尔介质的作用时,四种初态下光场演化过程中均有可能出现光子的反聚束效应。光子的反聚束效应出现的次数、时间和深度极其敏感地依赖于初始光场的平均光子数和克尔介质与双模光场的耦合强度,同时也受到双模纠缠光场的纠缠程度的影响。

对双模反关联光场非经典特性的远程控制

考虑初始处于纠缠态的两个V型三能级原子之一注入腔场中,并且与初始处于SU(2)相干态的双模场发生共振相互作用的情况。采用数值计算方法研究了双模关联场的非经典特性。讨论了对腔外原子选择性测量、双模总光子数和配分参量对双模关联场的差压缩、柯西-施瓦茨(Cauchy-Schwarz)不等式、模间相干性以及光子亚泊松(sub-Poisson)分布的影响。研究结果表明:对腔外原子的选择性测量或增加两模的总光子数,a模的差压缩和光子sub-Poisson分布都明显地增强,但两模之间的反相关明显地减弱。