量子光学中的非经典态

本文扼要地介绍了光子数态、热光场态、相干态、压缩态、相位态和中间态等。重点是介绍它们的物理性质。例如，指出相干态在谐振子座标表象中的表示就是带电谐振子在均匀电场中的基态波函数；它的时间演化波包的概率密度分布，形状不随时间变但中心位置随时间作周期振荡。文中对相干态和压缩态等提供了也许是一点新的看法：将相干态、压缩真空态、压缩相干态和相干压缩态等看作是一准玻色子的基态或相干态。而实现的手段可以是原来的幺正算符也可以是投影算符。这样的好处是：（１）对相干态和压缩态间的联系有更深的认识；（２）便于计算和进一步展开等等。文中还对各个态的压缩性、统计性等作了介绍，有的还用图表等演示了它们的非类经典特性。最后，文中还介绍了准概率分布函数、相空间技术以及它们的应用并给出了示例     

相位差与q变形广义相干叠加态的压缩特性

对于q变形的非简谐振子广义相干态的叠加态β〉+eiφβeiδ〉,其量子涨落的可能高阶压缩阶数可以表示为k≠2πn/δ,这里n是整数.当δ=π时,压缩阶数不能是偶数即只能是奇数,这正是q变形非简谐振子广义奇偶相干态的结果.由此表明参数相位差δ对决定q变形的非简谐振子广义相干态叠加态的高阶压缩阶数起决定性作用.     

非谐振子Gazeau-Klauder与Klauder-Perelomov相干态

利用Kinani-Daoud方法构造了非谐振子势的Gazeau-Klauder(GK)相干态和Klauder-Perelomov(KP)相干态，表明两种相干态在非线性谐振子势下具有完全不同的形式，并对两种相干态的完备性以及各自构成的Hilbert空间进行了讨论. 对相干态的Mandel Q参数的研究表明：GK相干态服从亚Poisson统计分布，KP相干态服从超Poisson统计分布. 关键词： 非谐振子 Gazeau-Klauder相干态 Klauder-Perelomov相干态     

Q变形非简谐振子广义奇偶相干态的高阶压缩特性

给出了Q变形的非简谐振子广义奇偶相干态的完备性证明,并且研究了它们的高阶压缩特性.结果表明,它们可组成一个完备的Hilbert空间,且均可呈现奇数阶压缩效应.     

有限维希尔伯特空间奇偶相干态压缩特性的数值研究

运用数值计算方法研究了有限维希尔伯特空间谐振子奇偶相干态的压缩特性.研究表明,有限维空间奇偶相干态展现了与通常奇偶相干态截然不同的压缩性质,奇相干态不存在二阶压缩但存在振幅平方压缩;偶相干态不仅存在压缩而且存在振幅平方压缩.通常的奇偶相干态是上述奇偶相干态的特例.     

有限维希尔伯特空间q-畸变谐振子偶相干态及其压缩和反聚束特性

从一般形式上构造了有限维希尔伯特（Ｈｉｌｂｅｒｔ）空间ｑ－畸变谐振子的偶相干态,并讨论了其量子统计特性。发现有限维希尔伯特空间的偶ｑ－相干态与通常无限维空间的偶ｑ－相干态或偶相干态有明显不同的压缩和反聚束特性。前者的偶ｑ－相干态不仅出现正交压缩,而且出现反聚束效应。     

（2s＋1）维希尔伯特空间q—畸变谐振子奇相干态的光学性质

构造了(2s 1)维希尔伯特（Hilbert)q-畸变谐振子奇相干态,讨论了其量子统计特性。发现（2s 1)维希尔伯特空间q-畸变谐振子相干态与通常无限维空间的奇q-相干态和奇相干态有明显不同的压缩及反聚束效应。     

非简谐振子的奇偶广义相干态

把奇偶相干态推广到了非简谐振子的势场中，发现随着平均能量的增加，奇偶广义相干态交替出现压缩现象．在随时间的演化过程中，自然坐标与自然动量的量子起伏产生周期为π／２的压缩 关键词：     

q变形量子振子的Glauber相干态

利用具有量子群对称性的q变形量子谐振子Fock态│n>_q生成q变形量子谐振子的Glauber相干态(q-Glauber相干态│a>_q)。还讨论了q-Glauber相干态│a>_q的完备性、粒子数分布、振子强度分布和最小测不准关系,指出q-Glauber相干态│a>_q的相干程度可以用q参数来描述。     

氢原子在相干态下的Kepler轨道

通过把库仑问题转换成线性谐振子,可以建立二维和三维氢原子不扩散的相干态,力学量在这些相干态中的平均值给出物理空间中Kepler轨道的运动。在变换为谐振子的空间中引入的非物理时间变量起了重要作用。     

有限维希尔伯特空间非简谐振子广义奇偶相干态的压缩特性

构造了有限维希尔特空间简谐振子的广义奇偶相干态,并讨论了其量子统计特性,结果表明它们都存在压缩效应.     

非Lamb-Dicke近似下制备囚禁冷离子的振动相干态

根据非Lamb-Dicke近似下激光-离子相互作用动力学规律,讨论了如何利用一系列的激光脉冲来驱动冷离子,从而从运动基态出发获得一系列振动数态的宏观叠加态.具体研究了这些叠加态的Q函数、Wigner函数和它们的非经典特性,如压缩和反群聚效应等.结果表明,合适地调节各个所用激光的脉冲长度,所产生的叠加态能很好地逼近熟知的振动相干态. 关键词： Lamb-Dicke近似 叠加态 相干态 非经典特性     

Q形变的非简谐振子广义相干态

利用变换算符导出了Q形变的非简谐振子代数,由此得到Q形变的非简谐振子广义相干态．这些状态具有过完备性,是Q形变的自然算符的极小测不准状态．在主压缩区间中偶相干态的相对压缩率随形变程度的增大而增大．     

Q形变的非简谐振子广义相干态

利用变换算符导出了Q形变的非简谐振子代数,由此得到Q形变的非简谐振子广义相干态.这些状态具有过完备性,是Q形变的自然算符的极小测不准状态.在主压缩区间中偶相干态的相对压缩率随形变程度的增大而增大.     

电磁场与等离子体互作用和广义压缩相干态

本文用量子力学方法研究在一腔中的等离子体与电磁场的相互作用,求得系统的哈密顿量的本征值和本征态,这本征态是一种广义压缩相干态。还求得在广义压缩相干态,场的压缩、反聚束、亚泊松统计等效应以及测量相算符的有关公式,这些效应均为时间守恒的。 关键词：     

有限维Hilbert空间Roy型奇偶非线性相干态的振幅平方压缩

构造出了有限维Hilbert空间Roy型奇偶非线性相干态, 讨论了它们的正交归一完备性和振幅平方压缩效应. 研究表明, 在此空间中Roy型奇偶非线性相干态是归一完备的, 但不具有正交性; 当复参数相位角θ满足一定条件时它们存在振幅平方压缩效应, 同时导出了压缩条件与参数s,r以及函数f(n)之间的关系. 最后借助于数值计算, 发现对于5维(或7维)Hilbert空间中Roy型偶(或奇)非线性相干态, 当参数θ和Lamb-Dike参数η取某一给定值时, 在参数r变化的不同取值范围内, 它们均可以呈现振幅平方 关键词： 有限维Hilbert空间 Roy型非线性相干态 奇偶非线性相干态 振幅平方压缩     

Fröhlich 极化子的非经典基态

本文计及波矢 q,q' 声子间动力学关联效应,采用双模-压缩(声子)相干态作为再一次正则变换方案,基于Huybrechts变分近似,求解 Fröhlich 大极化子的非经典基态.由于双模-压缩(声子)相干态导致声子相干态-压缩声子态关联效应,相干参量 f_q 与双模压缩角 φqq' 关键词： 双模-压缩(声子)相干态 位移-声子压缩态 Frö hlich 极化子 非经典基态     

双参数形变谐振子奇偶相干态的高阶压缩特性

研究了双参数qs形变谐振子奇偶相干态中光场的高阶压缩特性,并用数值计算方法定量研究了形变参数q和s对这一特性的影响规律.结果表明,qs形变谐振子奇偶相干态均可能呈现奇次方阶压缩效应却无偶次方阶压缩效应,这与谐振子没有形变时的通常情况是不同的.当q和s取一定值时,在qs形变相干态中谐振子强度r²取值的一定范围内,这种反常特性的范围随着q偏离1越大s取值越小而变大.有关单参数q形变奇偶相干态的结论作为特例包含在本文的一般结论之中.     

非简谐振子广义奇偶相干态的高阶压缩效应及反聚束效应

计算表明，非简谐振子广义奇偶相干态均可呈现高阶压缩效应和反聚束效应，这与通常奇偶相干态的光统计特性是完全不同的． 关键词：     

远程操纵光场的非经典性质

考虑双模纠缠相干光场，在其中一束光场中注入一个二能级原子（处于基态和激发态线性叠加态），参与腔QED演化之后，对原子作选择性的测量，通过操纵参数的变化范围，可实现对光场非经典性质的控制。我们经过研究发现：如果对相互作用的时间t以及参与相互作用的相干光场的参数｜β｜实行一定的操纵，对于未参与相互作用的光场｜α｜，我们可以控制改变它的反聚束效应（光子数的亚泊松分布）、压缩效应等一系列的非经典性质，如果选取合适的参数和一定的演化时间，我们可以使原来的相干态光场变为反聚束光场、压缩光场等一系列非经典光场。也就是说，我们通过利用相干光场之间的纠缠关联实现了远程操纵光场的非经典性质这一目的。这一研究结果对于连续变量的量子控制和量子通信具有一定的实际应用价值。