第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场的非线性高阶压缩特性研究

本文在文献20的基础上进一步提出了多模辐射场的N-Y最小测不准态、N-H最小测不准态、N-Y压缩最小测不准态以及N-H压缩最小测不准态等的定义.构造了由多模(q模)相干态|{Z_j}>_q及其相反态|{-Z_j}>_q的线性叠加所组成的第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场|ψ₁⁽²⁾>_q,利用文献20新近提出的有关多模辐射场的两种非线性高阶压缩的定义,首次对态|ψ₁⁽²⁾>_q的N次方Y压缩及N次方H压缩效应进行了详细研究.结果表明,1)当N为偶数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q恒处于N-Y最小测不准态;当N为奇数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q在一定条件下可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应.2)当q·N为偶数时,态|ψ₁⁽²⁾>_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|ψ₁⁽²⁾>_q则可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方H压缩效应.3)N次方Y压缩及N次方H压缩效应的压缩深度与腔模总数q、压缩参数R_j以及压缩阶数N等非线性相关,后者与上述参量的非线性关联程度要比前者的更强.     

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_i,e⁽²⁾>_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_i,e⁽²⁾>_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_i,e⁽²⁾>_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_i,e⁽²⁾>_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_i,e⁽²⁾>_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_q^(e)、压缩参数R_j、各模的初始相位φ_j(或者各模的初始相位和 φ_j)、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_i,e⁽²⁾>_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*_,e⁽²⁾>_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.     

多模复共轭奇、偶相干态光场的N次方Y压缩与N次方H压缩

利用新近提出的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论,对多模复共轭奇、偶相干态光场的N次方Y压缩与N次方H压缩特性进行了详细研究.结果发现:①多模复共轭奇相干态光场,压缩阶数N为偶数时,只存在N-Y最小测不准态;而当腔模总数q与压缩阶数的乘积q·N为偶数时,只存在N-H最小测不准态;此外,无论N及q·N为何值,不呈现N次方Y压缩与N次方H压缩效应.②多模复共轭偶相干态光场在一定条件下可呈现出周期性变化的任意阶的N次方Y压缩与N次方H压缩效应.③多模偶相干态光场与多模复共轭偶相干态光场两者的压缩效果和压缩特性完全相同,这种现象称为“压缩简并”.     

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_i,e^*(2)>_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_i,e^*(2)>_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_i,e^*(2)>_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_i,e^*(2)>_q与多模偶相干态光场|Ψ_i,e^*(2)>_q与多模虚偶相干态光场|Ψ_i,e⁽²⁾>_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.     

一种新型的两态叠加多模Schrödinger猫态光场的等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学的线性叠加原理,构造了由多模(即q模)相干态的相反态|{-Z_j}〉q及多模虚相干态|{Z_j}〉q这两者的线性叠加所组成的一种新型的多模Schrdinger猫态光场|Ψ⁽²⁾〉q,利用新近建立的多模压缩态理论,研究了态|Ψ⁽²⁾〉q的N次方Y压缩效应。结果发现:①当压缩阶数N=2p且p=2m(m=1,2,3,…,…)时,态|Ψ⁽²⁾〉q总是恒处于N-Y最小测不准态;②当压缩阶数N=2p且p=2m+1(m=0,1,2,3,…,…)时,如果各模的初始相位φ_j,态间的初始相位差θ_pq^(I)-θ_nq^(R)以及各单模相干态光场的平均光子数之总和 等满足一定的量子化条件,则态|Ψ⁽²⁾〉q可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应;③当压缩阶数N=2p′+1时,无论p′=2m(m=0,1,2,…,…)还是p′=2m+1(m=0,1,2,3,…,…),只要各模的初始相位φ_j满足一定的量子条件,则当两态叠加几率幅满足r_pq^(I)=r_nq^(R)时,态|Ψ⁽²⁾〉q就恒处于N-Y测不准态,始终不呈现N-Y最小测不准态和N次方Y压缩;而当r_pq^(I)≠r_nq^(R)时,态|Ψ⁽²⁾〉q始终不呈现N-Y测不准态、N-Y最小测不准态和N次方Y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

本文构造了由两不同奇相干态组成的第Ⅲ种四态叠加多模叠加态光场|Ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ>_q.利用新近建立的多模压缩态理论,详细研究了态|Ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ>_q的广义非线性等阶N次方Y压缩特性,结果发现由不呈现等阶高阶压缩效应的两奇相干态线性叠加组成的新量子光场态|Ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ>_q呈现出许多奇异物理现象:1)当压缩阶数N=4m(m=1,2,3,…,…)时,态|Ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ>_q始终恒处于等阶N-Y最小测不准态;2)当压缩阶数N=4m-2(m=1,2,3,…,…)时,在一定条件下,态|Ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ>_q的某一正交分量处于等阶N-Y最小测不准态时,另一正交分量则始终既不处于等阶N-Y最小测不准态,也不呈现等阶N次方Y压缩效应,这种现象称为“半相干态”效应;在另外一些条件下,态|Ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ>_q的两正交分量可分别呈现出等阶N次方Y压缩效应,其压缩特性具有周期性变化的、互补对称的关系.3)当压缩阶数N为奇数时,态|Ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ>_q始终不会呈现等阶N次方Y压缩效应,也不处于等阶N-Y最小测不准态,但在一定条件下可呈现“半相干态”效应.     

一种强度不等的新型两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩效应

本文构造了由多模虚共轭相干态{iZ_j^(a)*}>_q与多模虚共轭相干态的相反态|{-iZ_j^(b)*}>_q这两者的线性叠加所组成的一种强度不等的新型两态叠加多模叠加态光场 |Ψ^(ab)>_q.利用多模压缩态理论,对态|Ψ^(ab)>_q的等阶N次方Y压缩特性进行了详细研究.结果发现:该态在一定条件下可呈现出周期性变化的任意奇数阶和任意偶数阶的等阶N次方Y压缩效应,而在特殊条件下,则呈现出等阶N次方Y压缩简并现象.     

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 & #183;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 & #183;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,两者存在着严格的区别.     

第V类两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方Y压缩

本文构造了由多模真空态|{0_j}>_q和多模虚相干态的相反态|{-iZ_j}>_q这两者的线性叠加所组成的第V类两态叠加多模叠加态光场|ψ₅⁽²⁾>_q.利用多模压缩态理论,研究了态|ψ₅⁽²⁾>_q的广义非线性等阶N次方Y压缩特性.结果发现:1)态|ψ₅⁽²⁾>_q是一种典型的多模非经典光场;无论压缩阶数N取奇还是取偶,只要各模的初始相位φ_j(j=1,2,3,…,…,q)和态间的初始相位差(θ_nq^(I)-θ_oq^(o))等满足一定的取值条件,态|ψ₅⁽²⁾>_q总可呈现出周期性变化的、任意奇数阶和任意偶数阶的广义非线性等阶N次方Y压缩效应.2)态|ψ₅⁽²⁾>_q所分别呈现的任意奇数阶和任意偶数阶的等阶N次方Y压缩效应,其压缩条件、压缩特征以及压缩程度和压缩深度等各不相同.3)无论压缩阶数N取奇还是取偶,态|ψ₅⁽²⁾>_q的第一和第二这两个正交分量的等阶N次方Y压缩效应总是呈现出周期性的互补关系.     

由奇、偶相干态组成的第Ⅱ种四态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩特性

利用多模压缩态理论,详细研究了由奇、偶相干态组成的第Ⅱ种四态叠加多模叠加态光场|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q的等阶N次方H压缩特性.结果发现:1)当腔模(纵模)总数_q与压缩阶数N之积_qN为偶数时,态|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q恒处于等阶N-H最小测不准态;2)当_qN为奇数时,在其它参量的不同组合取定值的条件下,态|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q可分别呈现以下几种效应:①某一正交分量呈现等阶N次方H压缩效应,另一正交分量则既不呈现出等阶N次方H压缩效应也不处于等阶N-H最小测不准态;②呈现出"半相干态”效应;③处于等阶N-H最小测不准态;3)经与文献17比较发现本文论及的态|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q与态|ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅰ>_q之间存在着"压缩简并”现象.     

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Ⅰ种四态叠加多模叠加态光场|Ψ_o⁽⁴⁾,I〉_q,利用多模压缩态理论,研究了态|Ψ_o⁽⁴⁾,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_o⁽⁴⁾,I〉_q可分别呈现三种状态:a)态|Ψ_o⁽⁴⁾,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_o⁽⁴⁾,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_o⁽⁴⁾,I〉_q可分别呈现三种状态:a)态|Ψ_o⁽⁴⁾,I〉_q可处于等阶N-Y最小测不准态;b)态|Ψ_o⁽⁴⁾,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_o⁽⁴⁾,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_o⁽⁴⁾,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Ⅱ种四态叠加多模叠加态光场|Ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q.利用多模压缩态理论,研究了态|Ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_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_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_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_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q,在压缩阶数为奇数时,随着腔模总数q、态间相位差(θ_e-θ_o)、各模初相位φ_j以及态的几率幅值r_e和r_o及平均光子数R_j²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_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q与文献17、18研究的多模叠加态|Ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅰ>_q在相同的条件下呈现出完全相同的压缩特性,故态|Ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅱ>_q与态|Ψ_o,e⁽⁴⁾Ⅰ>_q之间存在着“压缩简并”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_o⁽⁴⁾,Ⅲ〉_q.利用新近建立的多模压缩态理论,详细研究了态|ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ〉_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_i⁽²⁾,_o〉_q这两者线性叠加所组成的新量子光场态、|ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ〉_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qN=4m(m=1,2,3,…,…)时,态|ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ〉_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qN为偶数、且qN=4m-2(m=1,2,3,…,…)时,(i)态|ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ〉_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_o⁽⁴⁾,Ⅲ〉_q可呈现“半相干态”效应.3)当qN为奇数时,态|ψ_o⁽⁴⁾,Ⅲ〉_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.     

多模虚共轭相干态与多模真空态组成的叠加态光场的等阶N次方H压缩

构造了由多模虚共轭相干态|{iZ_j^*}〉_q与多模真空态|{0_j}〉_q两者的线性叠加所组成的两态叠加多模叠加态光场|{Ψ_q⁽²⁾}〉_q.利用多模压缩态理论,首次对该态的等阶N次方H压缩特性进行了详细研究.结果发现:态|{Ψ_q⁽²⁾}〉_q是一种典型的多模非经典光场,它可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方H压缩效应.     

一种新型的两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶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(即q模)相干态的相反态|{-Z_j}〉_q及多模虚相干态的相反态|{-iZ_j}〉_q这两者的线性叠加所组成的一种新型的两态叠加多模叠加态光场|ψ_msc⁽²⁾〉_q.利用新近建立的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论,研究了态|ψ_msc⁽²⁾〉_q的广义非线性等阶N次方Y压缩特性.结果发现,1)当压缩阶数N=2P且P=2m(m=1,2,3,…,…)时,态|ψ_msc⁽²⁾〉_q恒处于N-Y最小测不准态;2)当N=2P且P=2m’+1(m’=0,1,2,…,…)时,如果各模的初始相位φ_j、态间的初始相位差与各单模相干态光场的平均光子数之和∑_j=1^qR_j²即[(θ_pq^(R)-θ_nq^(I))-∑_j=1^qR_j²]满足一定的量子化条件,态|ψ_msc⁽²⁾〉_q可呈现周期性变化的、任意阶的等阶N次方Y压缩效应;3)当N为奇数时,态|ψ_msc⁽²⁾〉_q在一定条件下恒处于N-Y测不准态;4)态|ψ_msc⁽²⁾〉_q与文献21中的态|ψ⁽²⁾〉_q出现部分压缩简并现象,从而更进一步表明压缩简并现象的存在是有某种客观内在联系的.