拉盖尔多项式算符激发相干态的非经典性质

将拉盖尔多项式算符作用在相干态上,构造了拉盖尔多项式算符激发相干态.利用有序算符积分技术,导出了它的归一化系数以及〈a^la^+m〉的计算表达式.采用数值计算方法,讨论了相干态相位角和平均光子数对它的非经典性质的影响.研究结果表明:一阶拉盖尔多项式算符激发相干态呈现出压缩效应、反聚束效应、亚泊松分布和Wigner函数负性等量子特性,并且相干态的相位角对它的量子特性有重要影响;另一方面,随相干态平均光子数增大,它的反聚束效应和亚泊松分布性质逐渐减弱,压缩效应和Wigner函数的负性却先增强,而后又逐渐减弱.     

光场组合算符激发混沌场的量子特性

利用算符作用在光场态上构造新的量子态的方法,通过光场湮没和产生算符的线性组合作用构造了光场组合算符激发混沌场。通过对光场的两个正交分量涨落、二阶关联函数、Mandel Q参量和Wigner函数的计算,研究了该量子态的压缩效应、反聚束效应、统计性质和Wigner函数的负性。讨论了算符叠加系数变化和平均光子数变化对其量子特性的影响。研究结果表明:光场不呈现压缩效应;随平均光子数增大它的反聚束效应、亚泊松分布性质和Wigner函数负性减弱;另一方面,随算符组合部分中产生算符的比重增大,光场反聚束效应和亚泊松分布性质增强。这表明增大算符组合部分中产生算符的比重对增强光场反聚束效应和亚泊松分布性质有利。     

Ⅱ.超聚束效应和状态的时间演变

本文讨论压缩的混沌态辐射场的光子统计性质和状态的时间演变问题.发现它比混沌态的二阶相关函数大g~(2)(0)≥2,并且当压缩参数|v|很大时,g~(2)(0)→3,从而认为压缩的混沌态光场具有光子数超聚束效应.     

双模激发压缩真空态的维格纳函数

利用纠缠态表象下的维格纳(Wigner)算符,构造了双模激发压缩真空态的维格纳函数,并根据该函数在相空间ρ-γ中随参量m,n和r的变化关系,讨论了双模激发压缩真空态的量子干涉特性和压缩效应。结果表明,对于参量m,n不同的取值,双模激发压缩真空态的量子干涉效应的强弱不同;而对于不同的压缩参量r,双模激发压缩真空态呈现出不同程度的压缩效应。最后,根据双模激发压缩真空态的维格纳函数的边缘分布,阐明了此维格纳函数的物理意义。     

增光子圆态及其性质

利用光场产生算符的逆算符作用于圆态来构造增光子圆态.讨论了此态的非经典性质,同时计算并模拟出它的维格纳(Wigner)函数.结果表明,在不同光强下,随着激发数的增大增光子圆态光场的平均光子数增加与减少交替地出现;光子激发后,光场的亚泊松统计特性得到增强,压缩效应却受到抑制.维格纳函数图像显示了增光子圆态显著的非经典性质,发现了光子激发与圆态光强的增大都能使量子态由叠加引起的干涉效应明显增强.另外,在不同叠加数的情况下,通过适当选择参量可使维格纳函数具有相同的变化规律.     

Kerr介质中耦合V型三能级原子与相干态光场作用场的量子性质

研究了Kerr介质中相干态光场与耦合V型三能级原子相互作用过程中场的量子性质.利用量子光学中光场与原子相互作用的耦合Tavis-Cummings模型,对系统的动力学过程进行了求解.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用强度及Kerr系数对光场量子性质随时间演化的影响.数值计算结果表明:初态中场的平均光子数比较小时,光场能够展现出明显的量子效应|初始时刻原子激发态概率幅从小变大时,光场的反聚束效应变得越明显,而光场的压缩深度会先增大后减小|失谐量的变化对场的量子性质的影响不大,只是改变光场二阶相关函数和压缩参量振荡的周期|原子间耦合强度的增大使光场的反聚束效应减弱和光场的压缩深度变浅|Kerr系数的增大会增强光场的反聚束效应,而使光场的压缩深度变浅.     

减光子压缩真空态的反群聚效应

利用玻色产生算符的逆算符及玻色湮没算符作用于压缩真空态来构造减光子压缩真空态,并通过计算减光子压缩真空态的二阶关联函数来讨论它们的光子反群聚性质。数值计算结果表明,在两种情况下所得到的减光子压缩真空态当湮没光子数k为奇数时均呈现出群聚效应,而当k为偶数时呈现反群聚效应。所呈现的反群聚效应对应的压缩参量η的取值区间与湮没的光子数k有关,在玻色产生箅符的逆算符的作用下随着k的增加,反群聚效应对应的压缩参量η的取值区间扩大,在玻色湮没算符作用下则相反。同时,作出二阶关联函数随压缩参量η变化的曲线来描述减光子压缩真空态所呈现的反群聚效应的变化特性。     

弱抽运下光学参量过程中压缩真空场的光子统计性质

在理论和实验上研究了光学参量振荡中产生的弱压缩真空场的光子统计行为. 弱压缩真空具有强烈的光子聚束效应,这种比热光场更强的聚束效应在量子光学和量子测量中具有重要的应用. 利用远离阈值的光学参量振荡(optical parametric oscillator, OPO )过程,在实验上产生了该弱压缩真空输出,运转波长在铯原子线附近. 通过Hanbury-Brown-Twiss(HBT)测量了OPO输出光场的二阶关联函数,实验结果与理论分析基本一致. 关键词： 压缩真空态 二阶相干度 光学参量振荡     

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。     

三参数双模压缩粒子数态的量子特性

利用有序算符内的积分技术,给出了三参数双模压缩算符,构建了三参数双模压缩粒子数态,并且研究了该量子态的压缩效应、反聚束效应和对Cauchy-Schwartze不等式的违背.给出了量子态产生压缩效应和反聚束效应的条件,以及三参数双模压缩粒子数态的Wigner函数的解析式.讨论了参数变化和光子数变化对压缩效应、反聚束效应和Cauchy-Schwartze不等式的违背的影响.研究结果表明:随光子数的增大,压缩效应、反聚束效应和光场两模间的非经典相关性减弱;另一方面,随参数模的增大,压缩效应增强,但反聚束效应和光场两模间的非经典相关性却减弱.