态|ψ(3)3〉q中广义磁场分量的N次方Y压缩效应

构造了由多模复共轭相干态|{Z*j}〉q、多模复共轭虚相干态|{iZ*j}〉q和多模真空态|{0j}〉q这三态的线性叠加所组成的第Ⅲ类三态叠加多模叠加态光场|ψ(3)3〉q.利用多模压缩态理论研究了态|ψ(3)3〉q中广义磁场分量的任意偶数次广义非线性等幂次N次方Y压缩特性.结果发现:在压缩次数N取偶数,只要各模的初始相位φj(j=1,2,3,…,…,q),态间的初始相位差(θi-θ2)(i=1,3)和各单模相干态光场平均光子数R2j之和qj=1R2j分别满足各自的取值条件,态|ψ(3)3〉q的广义磁场分量(即第一正交相位分量)就可呈现出周期性变化的、任意偶数次的广义非线性等幂次N次方Y压缩效应.     

单模加光子双模SU(2)相干态的非线性高阶差压缩

本文研究了单模加光子双模SU(2)相干态|M,ζ;m〉=Ama m|M,ζ〉的非线性高阶差压缩(即N次方X压缩)效应.数值计算结果表明:对于单模加光子双模SU(2)相干态,光场存在着非线性高阶差压缩??—N(=1,2,3,4,…)次方X压缩效应,且随着光场总光子数M的增加,N次方X压缩效应增强,但增大场模光子增加数m或增大N次方X压缩的压缩阶数N,N次方X压缩效应减弱.     

多模准对称叠加态光场广义电场分量的高次振幅压缩

构造了由多模真空场|{0j}＞q和四个一般多模泛函相干态|{f(m)j(x,y,x)}＞q(m=1,2,3,4)这五个态任意线性叠加而成的五态叠加多模泛函量子叠加态光场|φ(5)(fj)＞q.利用多模压缩态理论,研究了态|φ(5)(fj)＞q的广义电场分量在其不等强度准对称叠加条件广义非线性不等幂次Nj次方振幅压缩特性.结果发现:①态|φ(5)(fj)＞q是一种普遍意义上的五态叠加多模泛函非经典光场;对于态|φ(5)(fj)＞q的不等强度准对称叠加情形,无论压缩次数Nj取偶数还是取奇数,在一定的条件下,态|φ(5)(fj)＞q的广义电场分量就可呈现出任意次不等幂次且周期性变化的广义非线性Nj次方振幅压缩效应;②态|φ(5)(fj)＞q的多模泛函相干态中各模经典振幅和经典相位等的空间任意分布特征以及经典强度和经典振幅的任意非对称空间分布特征将对其不等幂次振幅压缩效应的压缩结果及压缩程度等产生直接的影响.     

多模虚共轭相干态的相反态与多模真空态的叠加态的等阶N次方Y压缩

构造了由多模虚共轭相干态的相反态|{- j*}〈q与多模真空态l{OJ}〈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|Ψn(2)(ab)>q.利用多模压缩态理论,详细研究了态|Ψn(2)(ab)>q的等阶N次方Y压缩特性,并由此揭示出一系列具有重要意义的新的压缩现象.     

平移激发压缩真空态及其性质

引入平移激发压缩真空态D(z)a\+\{+m\}S(r)|0〉,并讨论它的一些基本性质.利用正规 乘积内的积分技术,证明了其完备性.平移激发以后,与压缩真空态相比较,光子数分布 的振荡性质更加显著.与压缩真空态的光子总是聚束的性质不同,在平移参量|z|和激发 数m都较小时,平移激发压缩真空态的光子统计关联可以呈现反聚束效应.计算了它的准 概率分布函数(Q函数和Wigner函数),并讨论了它们对各参量的依赖关系,从Wigner函数可 以清楚地看出该量子态的非经典特性. 关键词：     

多模非对称叠加态光场广义电场分量的高次振幅压缩

构造了五态叠加多模泛函量子叠加态光场|ψ(5)(fj)〉q。利用多模压缩态理论,研究了态|ψ(5)(fj)〉q的广义电场分量在其不等强度非对称叠加条件广义非线性不等幂次Nj次方振幅压缩特性。结果发现:(1)对于态|ψ(5)(fj)〉q的不等强度非对称叠加情形,在一定条件下,态|ψ(5)(fj)〉q的广义电场分量就可呈现出任意次不等幂次且周期性变化的广义非线性Nj次方振幅压缩效应;(2)态|ψ(5)(fj)〉q的多模泛函相干态中各模经典振幅和经典相位等的空间任意分布特征以及经典强度和经典振幅的任意非对称空间分布特征将对其不等幂次振幅压缩效应的压缩结果及压缩程度等产生直接的影响;(3)态|ψ(5)(fj)〉q的广义非线性不等幂次振幅压缩效应的研究结果和结论具有普遍的理论意义。     

多光子非线性过程中的振幅平方压缩

本文研究了多光子非线性光学过程中的振幅平方压缩,证明了K光子么正算符Sk(z)(K>2)对非真空相干态的作用在—级近似下会产生振幅平方压缩.以及Sk(z)(K>2,K≠4)对真空态的作用不会产生振幅平方压缩.发现4个光子么正算符S4(z)对真空态的作用可以产生振幅平方压缩,这表明振幅平方压缩是一种独立于二阶压缩、反聚束以及亚泊松统计分布的新的光场非经典效应.     

混沌光场光子统计分布及二阶相干度的分析与测量

利用通信波段双通道单光子探测器,采用Hanbury Brown-Twiss关联测量方案,理论分析并实验测量了光反馈半导体激光器产生的混沌光场的光子统计分布及不同混沌状态光场的二阶相干度.通过对混沌光场二阶相干度g~((2))(τ)的理论分析,得出随着延迟时间和相干时间的变化,其与相干光、热光及单光子态的二阶相干度可明显区分并呈现出不同分布.同时实验上产生了频谱宽度6.7 GHz的混沌光场,测量了不同光子数分布的结果,并用高斯随机分布、泊松分布、玻色-爱因斯坦分布对光子数分布进行理论拟合,发现随着入射平均光子数的增加,光子数分布从玻色-爱因斯坦分布过渡到泊松分布,但整个过程都与高斯随机分布符合较好,且光场的二阶相干度g~((2))(0)由2降至1.通过改变偏置电流(I=1.0Ith-2.0Ith)和反馈强度(0—10%),实验上研究了混沌光场由低频起伏到相干塌陷的过程中不同状态宏观动力学特性与二阶相干度的对应关系.结果表明:混沌光场在此过程中始终呈现出明显的聚束效应,并在频谱宽度最大时达到最强;同时给出了光子计数测量中聚束效应减弱的物理原因.实验表明该系统及方法能很好地揭示不同状态混沌光场的光子统计特性.     

相干态与压缩态迭加的量子特性

基于量子力学基本理论,构造了一个由相干态与单模压缩态构成的新迭加态:|φ>=N(|α> eiψ|β>g);详细讨论了其压缩效应和光子数反聚束效应,发现该迭加态呈现出多样的量子特性.在按类似奇偶相干态的方式迭加时,迭加态具有奇偶相干态和压缩奇偶相干态的某些特性.作为特例,当压缩因子为0时,可以得到奇偶相干态和相干态.     

第Ⅰ种偶数模四态叠加多模叠加态光场的等幂次N次方X压缩特性

构造了同一偶数模的多模偶相干态与多模奇相干态这两者的线性叠加组成的第Ⅰ种偶数模四态叠加多模叠加态光场|Ψ(4),I>2q利用多模压缩态理论,详细研究了态|Ψ(4),I>2q的等幂次N次方X压缩特性。结果表明态|Ψ(4),I>2q是一种典型的非经典多模叠加态光场。(1)当场模数q与压缩幂次N的乘积q·N为偶数且各模光子数nj小于N时,态|Ψ(4),I>2q的两个正交分量可同时呈现程度相同的等幂次N次方X压缩效应;(2)当q·N为奇数且nj小于N,而且偶相干态几率幅r(e)2q大于奇相干态几率幅r(0)2q时,则在N与各模初始相位φj的乘积N(∑qjc=1φjc-∑2qjL=q+1φjL)取不同的特定值的条件下,态|Ψ(4),I>2q的两个正交分量可分别呈现等幂次N次方X压缩效应。     

第Ⅱ种强度不等的两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩——1腔模总数与压缩阶数两者之积取偶数的情形

利用多模压缩态理论研究了第Ⅱ种强度不等的非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψ(ab)Ⅱ〉q的等阶N次方H压缩特性.结果发现:1) 当腔模总数q与压缩阶数N的乘积取偶数,亦即qN=2p时,无论p=2m(m=1,2,3,…,…),还是p=2m+1(m=0,1,2,3,…,…),只要各模的初始相位差(φ(a)j-φ(b)j)、态间的初始相位差(θ(aR)nq-θ(bI)nq)及光子干涉项的幅度∑qj=1R(a)jR(b)j等分别满足一定的条件,则态|Ψ(ab)Ⅱ〉q的第一和第二正交分量总可分别呈现出周期性变化的等阶N次方H压缩效应.2) 当qN=2p且p=2m+1(m=0,1,2,3,…,…)时,若构成态|Ψ(ab)Ⅱ〉q的两个不同的量子光场态中各对应模的强度(即平均光子数)和初始相位相等,亦即R(a)j=R(b)j和φ(a)j=φ(b)j(j=1,2,3,…,q),则态|Ψ(ab)Ⅱ〉q可呈现出"等阶N次方H压缩简并"现象     

一种新型的两态叠加多模Schr(o¨)dinger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|{-Zj}〉q及多模虚相干态|{iZj}〉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φj,态间的初始相位差θ(I)pq-θ(R)nq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φj满足一定的量子条件,则当两态叠加几率幅满足r(I)pq＝r(R)nq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(I)pq≠r(R)nq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.     

由奇偶相干态组成的第Ⅳ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和多模虚偶相干态组成的第 种四态叠加多模叠加态光场 |Ψ(4)oe , 〉q.利用多模压缩态理论 ,研究了态 |Ψ(4)oe , 〉q的等阶N次方 Y压缩特性 .结果发现 :1 )当压缩阶数为偶数时 ,态 |Ψ(4)oe , 〉q始终不呈现等阶 N次方Y压缩效应 .a)当压缩阶数 N=4m(m=1 ,2 ,3 ,…… )时 ,态 |Ψ(4)oe , 〉q恒处于等阶 N- Y最小测不准态 ;b)当 N=4m′+2 (m′=0 ,1 ,2 ,…… )时 ,态 |Ψ(4)oe , 〉q可呈现“半相干态”效应 ;2 )当压缩阶数为奇数时 ,在不同的条件下 ,态 |Ψ(4)oe , 〉q可分别呈现以下几种状态 :a)第一正交分量可呈现等阶 N次方 Y压缩效应 ;b)第二正交分量可呈现等阶 N次方 Y压缩效应 ;c)态 |Ψ(4)oe , 〉q可呈现“半相干态”效应 .     

态|ψ_5~((3))〉_q中广义电场的2(2m+1)次方Y压缩特性

利用多模压缩态理论 ,研究了由多模复共轭相干态 | {Z j}〉q(j =1,2 ,3,… ,… ,q)、多模复共轭相干态的相反态 | { -Z j}〉q 和多模虚相干态 | {iZj}〉q 的线性叠加所组成的第Ⅴ类三态叠加多模叠加态光场 | ψ( 3)5〉q 中广义电场分量的等幂次N次方Y压缩特性 .结果发现 :当压缩次数N =2 p且 p =2m + 1(m =0 ,1,2 ,… ,… )时 ,在一定的条件下 ,态 | ψ( 3)5〉q 的广义电场分量 (即第二正交相位分量 )可呈现出周期性变化的、偶数次的等幂次 2 (2m + 1)次方Y压缩效应 .     

多模叠加态光场|ψ_5~((3))〉_q中广义磁场4m次方Y压缩

构造了由多模复共轭相干态 | {Z j}〉q、多模复共轭相干态的相反态 | {-Z j}〉q 以及多模虚相干态 | {iZj}〉q 的线性叠加所组成的第Ⅴ类三态叠加多模叠加态光场 | ψ(3)5 〉q 利用多模压缩态理论研究了态 | ψ(3)5 〉q 中广义磁场分量的等幂次N次方Y压缩特性 结果发现 :当压缩次数N =2 p且 p =2m (m =1 ,2 ,3,… ,… )时 ,只要各模的初始相位 φj( j=1 ,2 ,… ,… ,q)、态间的初始相位差 (θ1 -θ2 )、(θ1 -θ3)和 (θ2 -θ3)以及受各模的初始相位 φj 调制的各单模相干态光场的平均光子数之和∑qj=1(R2 jcos2 φj)等分别满足一定的取值条件 ,则态 | ψ(3)5 〉q 的广义磁场分量就可呈现出周期性变化的广义非线性等幂次 4m次方Y压缩效应     

多模叠加态|Ψ(4)e,Ⅲ〉q中广义电场分量的N次方H压缩

利用多模压缩态理论,详细研究了由多模偶相干态和多模虚偶相干态的线性叠加所组成的一种新型的四态叠加多模叠加态光场|Ψ(4)e,Ⅲ〉q中广义电场分量的等幂次N次方H压缩特性.结果表明:1) 在腔模总数q与压缩次数N的乘积q*N=4m(m=1,2,3,…)的条件下,态|Ψ(4)e,Ⅲ〉q的广义电场分量可恒处于等幂次N-H最小测不准态.2) 在q*N=4m′+2(m′=0,1,2,…)的条件下,当态间的初始相位差(θ1-θ2)、各模的初始相位和∑qj=1φj,以及各模平均光子数之总和∑qj=1R2j等分别满足一定的取值条件时,态|Ψ(4)e,Ⅲ〉q的广义电场分量总可呈现出周期性变化的偶数次的等幂次N次方H压缩效应.     

多模叠加态光场|ψ(3)5〉q中广义磁场4m次方Y压缩

构造了由多模复共轭相干态|{Z*j}〉q、多模复共轭相干态的相反态|{-Z*j}〉q以及多模虚相干态|{iZj}〉q的线性叠加所组成的第Ⅴ类三态叠加多模叠加态光场|ψ(3)5〉q.利用多模压缩态理论研究了态|ψ(3)5〉q中广义磁场分量的等幂次N次方Y压缩特性.结果发现:当压缩次数N=2p且p=2m(m=1,2,3,…,…)时,只要各模的初始相位φj(j=1,2,…,…,q)、态间的初始相位差(θ1-θ2)、(θ1-θ3)和(θ2-θ3)以及受各模的初始相位φj调制的各单模相干态光场的平均光子数之和∑qj=1(R2jcos2φj)等分别满足一定的取值条件,则态|ψ(3)5〉q的广义磁场分量就可呈现出周期性变化的广义非线性等幂次4m次方Y压缩效应.     

叠加激发双模压缩真空态的量子统计特性(英文)

从激发双模压缩真空态a^+mb^+m|ξ>出发构造了叠加态|Ψ>,研究了|Ψ>的量子统计特性.结果表明:在一定的条件下,随着相位差的变化,叠加态|Ψ>的平均光子数出现类似于Rabi振荡的崩塌与复原现象,而且与单个激发双模压缩真空态a^+mb^+m|ξ>相比,在叠加态|Ψ>中光场的相位压缩和亚泊松光子统计特性都得到了加强.     

第Ⅲ类三态叠加多模叠加态光场的广义非线性Nj次方H压缩

根据量子力学中态的线性叠加原理,构造了由多模复共轭相干态|{zj{iZj*}>q及多模真空态|{0j}>q线性叠加所组成的第Ⅲ类三态叠加多模叠加态光场|ψ3(3)>q.利用多模压缩态理论,研究了态的广义非线性不等幂次Nj次方H压缩效应.结果表明,仅当各模的压缩次数之和为偶数时,各模初始位相ψj(j=1,2,…,q)与各模压缩次数Nj的乘积Njψj之和及态|ψ3(3)>q中任意两态间初始位相差(θi-θj)(i,j=1,2,3)满足一定的条件下,态|ψ3(3)>q的第一和第二正交相位分量分别可呈现周期性变化的、任意次的广义非线性不等幂次Nj次方H压缩效应.     

多模叠加态|Ψ_e~(4),Ⅲ〉_q中广义电场分量的N次方H压缩

利用多模压缩态理论 ,详细研究了由多模偶相干态和多模虚偶相干态的线性叠加所组成的一种新型的四态叠加多模叠加态光场 |Ψ(4)e ,Ⅲ〉q 中广义电场分量的等幂次N次方H压缩特性 结果表明 :1 )在腔模总数 q与压缩次数N的乘积 q·N =4m(m =1 ,2 ,3,… )的条件下 ,态 |Ψ(4)e ,Ⅲ〉q 的广义电场分量可恒处于等幂次N H最小测不准态 2 )在 q·N =4m′ + 2 (m′=0 ,1 ,2 ,… )的条件下 ,当态间的初始相位差 (θ1 -θ2 )、各模的初始相位和∑qj=1φj,以及各模平均光子数之总和∑qj =1R2 j 等分别满足一定的取值条件时 ,态 |Ψ(4)e ,Ⅲ〉q 的广义电场分量总可呈现出周期性变化的偶数次的等幂次N次方H压缩效应