与压缩真空相互作用的具有强度耦合的广义Jaynes-Cummings模型的相位动力学

考虑具有强度耦合的广义Jaynes-Cummings模型与压缩真空相互作用.根据Pegg和Barnett新的相位理论,不仅得到了压缩真空场的相位分布,相位期待值和相位涨落的普遍表示式,及其演化图示,而且还导出了弱压缩真空和强压缩真空情形的近似角析表示式.对于压缩真空的压缩量与相位特性之间的关系进行了简要讨论.     

激发压缩真空态的相位概率分布

应用Pegg和Barnett提出的相位算符和相位态理论,研究了激发压缩真空态的相位概率分布特性.数值计算结果表明,激发压缩真空态的相位概率分布主要受到相位参量和压缩参量的调节,相位参量使相位概率分布呈峰值结构,压缩参量的变化将影响相位概率分布的峰值强度,此外激发光子数对相位概率分布也有较大的影响.     

压缩光透过克尔介质时光场的相位和压缩特性及其关联

用Pegg-Barnett理论研究了压缩真空态光与克尔介质的相互作用对光场相位特性的影响,讨论了光场的压缩和高阶压缩与相位特性之间的关联.光场相位正交分量的各阶矩呈现周期性的振荡,与相位分布函数密切相关.     

压缩真空中的电磁诱导透明

从主方程出发,通过解析求解密度矩阵非对角元,研究了压缩真空中Λ型三能级原子的电磁诱导透明现象(EIT).研究结果表明:EIT显著地依赖于相干光场的相位、压缩真空的压缩强度和压缩相位.Λ型三能级原子不但有电磁诱导透明和慢光速现象,而且还会表现出对探测光的增益、快光速和反向光速效应;且Λ型三能级原子对探测光场的吸收和增益与探测光强度有关,这与普通真空中不同. 关键词： 压缩真空 电磁诱导透明 增益     

压缩真空光输入和光子计数法增强Sagnac效应

压缩真空光输入和平衡零拍探测可有效增强Sagnac效应,提高陀螺精度;考虑平衡零拍探测的相位精度与相位自身相关,仅在某特定相位能达到最佳灵敏度,设计了一种基于光子计数法提取Sagnac输出相位的方案,并利用贝叶斯理论估计相位.理论分析结果表明,该方法能突破散粒噪声极限,相位精度不再受限于相位自身,且当压缩真空光和相干激光功率相同时,精度在理论上能达到海森堡极限.     

压缩真空光输入和光子计数法增强Sagnac效应（英文）

压缩真空光输入和平衡零拍探测可有效增强Sagnac效应,提高陀螺精度;考虑平衡零拍探测的相位精度与相位自身相关,仅在某特定相位能达到最佳灵敏度,设计了一种基于光子计数法提取Sagnac输出相位的方案,并利用贝叶斯理论估计相位.理论分析结果表明,该方法能突破散粒噪声极限,相位精度不再受限于相位自身,且当压缩真空光和相干激光功率相同时,精度在理论上能达到海森堡极限.     

探测器对量子增强马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响

研究了强度差测量方案下,探测器量子效率对光子数态、关联数态、压缩真空态三种量子光源注入的马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响.获得了相位测量灵敏度与效率的定量关系,比较了探测效率对不同量子态注入的干涉仪相位灵敏度的影响.研究表明：光子数态注入时,相位测量灵敏度始终不能超越标准量子极限;关联数态注入时,无论多大的光子数,要获得相位测量的量子增强,探测效率不得小于75%;对于压缩真空态,只要有压缩存在就可以获得一定的相位测量的量子增强;关联数态、压缩真空态的注入,相位灵敏度皆随探测效率的增大而不同程度的提高,且压缩真空态比关联数态具有更好的量子增强效果.给出了在量子增强的精密测量实验中对探测效率的要求,并结合实际应用说明了探测效率的提高有助于提高干涉仪探测的灵敏度.     

相干态和压缩真空态的自适应最优估计方法

针对文献[物理学报65 054203]中量子零拍探测技术测量的输出相位精度与相位自身相关,且对本振光、压缩真空光和相干光的相位有严格要求,在理论上设计了一种相干态和压缩真空态的自适应最优估计方法.首先以纯态的方法推导得到相干态和压缩真空态的量子费舍尔信息,sinh~2r+|α|~2e~(2r).设计了一组能使估计误差达到量子Cramer-Rao下界的最优半正定算子值测量算子,但该测量算子需要精确已知所要估计的相位参数.为此,引入了一种自适应估计方法,通过不断更新测量算子和概率函数,利用最大似然估计器逐渐得到相位参数.经理论证明,该方法能以概率1收敛于相位真值,且能达到量子Cramer-Rao下界.     

两模在单双模组合压缩真空态中同等程度地被压缩

从SG相位算符的正规编序形式出发,我们得到了双模的SG相位算符在单双模组合压缩真空态中无相位差.这说明,在单-双模组合压缩真空态中两模同等程度地被压缩.这对探索新的压缩机制具有一定的启发作用.     

压缩真空中二能级系统的量子Fisher信息

研究压缩真空环境下二能级系统的相位参数估计,考察压缩态参数N和相位参数?取值的不同对量子Fisher信息的影响,重点讨论提高参数估计精度的办法。结果表明:二能级系统相位参数估计的量子Fisher信息随时间衰减,随压缩相位参数?周期性变化。当压缩参数N取值较大时,量子Fisher信息衰减缓慢,二能级系统的相位估计精度高。     

压缩真空场与耦合双原子Raman相互作用过程中光场的相位演化特性

采用Pegg-Barnett相位理论，研究了压缩真空场与耦合双原子Raman相互作用过程中光场的相位演化特性.具体计算了场的相位概率分布函数及相位涨落，给出了在极坐标中概率分布变化曲线.讨论了原子与场相互作用、两原子间偶极-偶极相互作用以及原子初始状态对光场相位性质的影响. 关键词： 相位特性 压缩真空场 耦合双原子 Raman相互作用     

基于量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪的低频信号测量

利用低频光通信波段真空压缩态光场可实现基于光纤的量子精密测量.本文利用简并光学参量振荡器实验制备出1550 nm低频真空压缩态光场.在分析频段10—500 kHz范围内压缩态光场的压缩度均达3 dB.用实验制备的1550 nm真空压缩态光场填补光纤马赫-曾德尔干涉仪的真空通道,实现了量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪,完成了突破标准量子极限的相位调制频率为500 kHz的低频信号测量.与光纤马赫-曾德尔干涉仪相比,测量信噪比提高了2 dB.     

相位算子在单模压缩态中的行为

本文仔细讨论了相位算子在单模压缩态光场中的行为,计算了压缩态下相位算子的平均值和涨落。在得到了严格的、普遍性的结果后我们详细地讨论了压缩真空态这一特殊情形下的结果。此外,本文还讨论了严格的结果在经典极限下的渐近行为。     

纠缠压缩真空态的纠缠转移

通过分析光学分束器对压缩真空态光场的作用,发现如果分束器的输入光是两束具有同样振幅和相位的单模压缩真空态光场,则输出光为双模压缩真空态光场;若分束器的输入光是两束具有同样振幅但有π相位差的单模压缩真空态光场,则输出光仍为两束单模压缩真空态光场.对于双模压缩真空态光场,每个模中容纳的光子数可以是基数或偶数.而对于单模压缩真空态光场,每个模中只能包含偶数个光子.根据这些结果,提出了一个纠缠转移的方案.在这个方案中,两个纠缠压缩真空态光场被用作量子信道,通过利用光学分束器作用和光子数探测的方法,并在经典通讯的帮助下,实现了三个通讯伙伴之间的纠缠转移.     

利用双模压缩真空态实现量子态的远程传输

借助于双模压缩真空态在EPR纠缠态表象中的表示，研究了用双模压缩真空态作为量子通道 实现任意的单模和双模量子态的远程传输. 关键词： 量子隐形传态 EPR纠缠态 压缩真空态     

量子隐形传态的新方案

提出一个量子隐形传态的新方案. 通过对一对压缩参数相同但相互独立的双模压缩真空态(1-2和3-4量子态系统)中的2-3系统施行粒子数-相位的联合测量,制备出另外两体系统(1-4系统)的纠缠态作为纠缠源,从而实现量子隐形传态. 关键词： 量子隐形传态 双模压缩真空态 纠缠态 粒子数-相位测量     

光子增加双模压缩真空态在马赫-曾德尔干涉仪相位测量中的应用

量子度量学主要是利用量子效应来提高参数估计的精度,以期突破标准量子极限,甚至达到海森伯极限.本文研究了一般光子增加双模压缩真空态作为马赫-曾德尔干涉仪的探测态时,在何种情况下能够提高待测相位的测量精度.根据量子Fisher信息理论,尽管在探测态具有相同的平均光子数这一约束条件下,对称的和非对称的光子增加操作并不能提高相位的测量精度.但若是在给定初始压缩参数的情况下,对称的和非对称的光子增加操作却能够增强相位的测量精度.另外,基于宇称测量的研究结果表明,对于对称光子增加双模压缩真空态,只有当待测相位趋于零时,宇称测量才是最优测量.而对于非对称光子增加双模压缩真空态,宇称测量并不是最优测量方案.     

被驱动的V型三能级原子在压缩真空中的稳态行为

研究了相干驱动的Ｖ型三能级在原子在压缩真空入射的劣质腔中的稳态行为,分析了原子的稳态粒子布居数与库场平均光予数、压缩关联强度和相位及相干激光场的强度的关系。对相干捕获现象的发生作了讨论。     

基于平移压缩真空态的强反聚束光场

具有反聚束特性的非经典光场是量子信息与量子光学的重要资源。基于非线性光学的量子干涉效应，通过将压缩真空态与特定相位的相干态在光学分束器上合成的方法获得平移压缩真空态，对压缩度和相干分量进行独立控制以获得反聚束。本文结合实验系统参数，理论研究了压缩真空态的压缩度和相干态的幅度对实验产生反聚束光场的影响。在最优化平移条件下，我们分析了系统总效率、背景噪声，以及Hanbury Brown-Twiss(HBT)与Double HBT测量方法对反聚束光场g⁽(2))(0)测量的影响，并讨论了误差为零处相应量子态的g⁽(2))(0)值和平均光子速率。     

压缩真空中梯形三能级原子的辐射压力

研究了压缩真空中梯形三能级原子在单色行波场中的辐射压力。从系统的哈密顿量出发,利用玻因-马尔可夫近似,推导出了原子的光学布洛赫方程。此时用数值方法求得布洛赫方程的稳态解,然后用图示法考察了原子的辐射压力随双光子失谐、拉比频率、自发发射率等参量的依赖关系。结果表明：单光子跃迁和双光子跃迁可导致辐射压力出现各自的多普勒位移共振峰;辐射压力表现出较宽的失谐范围且强烈依赖于压缩参量以及压缩真空和相干光之间的相位关系。当相位满足匹配条件时,辐射压力减小。