多模偶相干态光场中的N次方Y压缩与N次方H压缩特性研究

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,对多模偶相干态光场冲|ψ,e〉_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N为偶数时,态|ψ,e〉_q恒处于N-Y最小测不准态;当N为奇数时,态|ψ,e〉_q在一定条件下存在着周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应,2)当q·N为偶数时,态|ψ,e〉_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|ψ,e〉_q存在着周期性变化的、任意阶的N次方H压缩效应。3)N次方Y压缩效应与N次方H压缩效应两者的压缩程度和深度均与几率幅y_q^(e)、压缩参数R_j、各模的初始相位ψ_j(或者初始相位和∑_j=1^qψ_j)、压缩阶数N及腔模总数q等非线性相关,后者与上述诸参量的非线性关联程度要比前者的更强。     

多模辐射场的广义非线性高阶差压缩——N次方X压缩的一般理论

本文在发展现有理论的基础上,提出了多模(2q模)辐射场的广义非线性高阶差压缩(即N次方X压缩)的定义,给出N次方X压缩效应的压缩度的计算公式,并对N-X最小测不准态和N-X压缩最小测不准态等进行了详细讨论.指出,MarkHilery在文献6中所提出的有关双模辐射场的“差压缩”的定义,仅仅是本文所提出的多模辐射场的广义非线性高阶差压缩(即N次方X压缩)的一般性定义在q=1、N=1条件下的特例.     

第Ⅱ类两态叠加多模叠加态光场的非线性高阶压缩特性研究

本文根据量子力学中的线性叠加原理,构造了由多模(即q模)虚相干态|{iZ_j}>_q及其相反态|{-iZ_j}>_q的线性叠加所组成的第Ⅱ类两态叠加多模叠加态光场|ψ₂⁽²⁾>_q.利用新近建立的有关双模及多模辐射场的非线性高阶压缩理论,首次对态|ψ₂⁽²⁾>_q的两种非线性高阶压缩(即N次方Y压缩和N次方H压缩)效应进行了详细研究。结果表明:1)当N为奇数时,如果各模的初始相位满足一定的量子化条件,而态间的初始相位差在其态间压缩区内连续变化;或者态间的初始相位差取某一特定值,而各模的初始相位在其腔模压缩区内连续变化时,态|ψ₂⁽²⁾>_q就会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为奇数时,如果各模的初始相位和满足一定的量子化条件,而态间的初始相位差在上述的态间压缩区内连续变化;或者态间的初始相位差取上述的某一固定值,而各模的初始相位和在其腔模和压缩区内连续变化时,态|ψ₂⁽²⁾>_q就呈现出周期性变化的、任意阶的N次方H压缩效应。3)与文献10相比,态|ψ₂⁽²⁾>_q与态|ψ(2)1>_q这两者之间的压缩情况正好相反。     

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.     

多模辐射场的广义非线性不等阶高阶压缩的一般理论

本文建立了多模辐射场的广义非线性不等阶高阶压缩的一般理论。首次提出了多模辐射场中各模压缩阶数不相等的N_j次方Y压缩、N_j次方H压缩以及N_j次方X压缩的一般性定义,并对N_j-Y最小测不准态、N_j-Y压缩最小测不准态、N_j-H最小测不准态、N_j-H压缩最小测不准态以及N_j-X最小测不准态和N_j-X压缩最小测不准态等进行了详细讨论。指出,Zhang等人在国际上提出的有关单模辐射场的振幅N次方压缩的定义、Mark Hilery在国际上提出的有关双模辐射场的“双模和压缩”与“双模差压缩”的定义以及由笔者新近提出的有关多模辐射场的N次方Y压缩、N次方H压缩和N次方X压缩等的定义,仅仅只是本文所提出的N_j次方Y压缩、N_j次方H压缩以及N_j次方X压缩等的一般性定义在各种不同条件下的特例.     

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.     

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”.     

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.     

第Ⅰ种强度不对称三态叠加多模叠加态光场N次方Y压缩—第一正交相位分量的压缩情况

根据量子力学中的线性叠加原理,构造了由三个强度不等的多模相干态光场|{Z_j^(A)}>_q、|{Z_j^(B)}>_q和|{Z_j^(C)}>_q的线性叠加所组成的第Ⅰ种强度不对称三态叠加多模叠加态光场|ψ_l^(ABC)>_q.利用多模压缩态理论,研究了态|ψ_l^(ABC)>_q的第一正交方分量(即磁场分量)的广义非线性等幂次N次方Y压缩特性.结果发现:①在上述各多模相干态光场中各模的强度和各模的初始相位各不相等的情况下,态|ψ_l^(ABC)>_q的第一正交分量-磁场分量在一定的条件下,总可呈现出周期性变化的、任意等幂次的N次方Y压缩效应;②当上述各多模相干态光场的强度和各模的初始相位相等时,态|ψ_l^(ABC)>_q的磁场分量的N次方Y压缩现象消失,态|ψ_l^(ABC)>_q可恒处于等幂次N-Y最小测不准态.     

第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场的N次方X压缩

利用多模辐射场广义非线性等幂次高次差压缩的一般理论,对第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场的等幂次N次方X压缩特性进行了详细研究,发现了其存在等幂次N次方X压缩效应的条件,还发现第Ⅰ、第Ⅱ两类两态叠加多模叠加态光场之间存在相似压缩和压缩简并现象,从而再次证明第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场是一种典型的多模非经典光场.     

多模复共轭虚奇相干态光场的等阶高次压缩特性研究

本文构造了一种新型的多模复共轭虚奇相干态光场|Ψ_i,o^*(2)>_q,利用多模压缩态理论详细研究了态|Ψ_i,o^*(2)>_q的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩特性.结果发现:与多模奇相干态光场、多模复共轭奇相干态光场和多模虚奇相干态光场等所有的多纵模奇相干态光场的性质相同,多模复共轭虚奇相干态光场在任何条件下都不呈现等阶N次方Y压缩效应与等阶N次方H压缩效应,但在一定条件下却可恒处于等阶N-Y最小测不准态和等阶N-H最小测不准态.这表明所有的多纵模奇相干态光场之间,必定存在某些内在的必然性联系.     

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。     

第Ⅲ及第Ⅳ类两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩——兼论“相似压缩”与“压缩简并”现象

本文根据量子力学中的线性叠加原理,分别构造了由多模(即q模)相干态|{Z_j}>_q与多模真空态|{0_j}>_q以及由多模相干态的相反态|{-Z_j}>_q与多模真空态|{0_j}>_q等的线性叠加所组成的第及第类两态叠加多模叠加态光场|ψ_+,3⁽²⁾>_q和|ψ_-,4⁽²⁾>_q.利用新近建立的多模压缩态理论,首次对态|ψ_+,3⁽²⁾>_q及态|ψ_-,4⁽²⁾>_q的广义非线性等阶N次方Y压缩和等阶N次方H压缩特性进行了详细研究.结果发现:1)态|ψ_+,3⁽²⁾>_q及态|ψ_-,4⁽²⁾>_q是两种典型的多模非经典光场,当各模的初始相位φ_j(j=1,2,3,…,q)或者各模的初始相位和 =φ_j以及态间的初始相位差(θ_±^(R)-θ^(0)_±)等分别满足一些特定的量子化条件时,态|ψ_+,3⁽²⁾>_q及态|ψ_-,4⁽²⁾>_q均可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方Y压缩效应和等阶N次方H压缩效应;2)当组成态|ψ_+,3⁽²⁾>_q及态|ψ_-,4⁽²⁾>_q的各对应复几率幅不相等亦即C₊^(R)≠C_-^(R)和C₊⁽⁰⁾≠C_-⁽⁰⁾时,态|ψ_+,3⁽²⁾>_q及态|ψ_-,4⁽²⁾>_q这两者的压缩条件和压缩特征虽然相同,但其压缩幅度(即压缩程度和压缩深度)却不相等,这种现象称为“相似压缩”;3)当组成态|ψ_+,3⁽²⁾>_q及态|ψ_-,4⁽²⁾>_q的各对应复几率幅相等亦即C₊^(R)=C_-^(R)和C₊⁽⁰⁾=C_-⁽⁰⁾时,态|ψ_+,3⁽²⁾>_q及态|ψ_-,4⁽²⁾>_q这两种截然不同的多模叠加态光场不仅具有完全相同的压缩条件和压缩特征,而且还具有完全相等的压缩幅度,这种现象就称为“压缩简并”.     

态|ψ3(3)〉q广义电场分量的等幂次N次方H压缩

构造了由多模复共轭相干态|{iZ_j^*}〉_q、多模复共轭虚相干态|{iZ_j^*}〉_q(j=1,2,…q)和多模真空态|{0_j}〉_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|ψ₃⁽³⁾〉_q中广义电场分量(即第二正交相位分量)的广义非线性等幂次N次方H压缩特性.发现:态|ψ₃⁽³⁾〉_q是一种典型的三态叠加多模非经典光场;当腔模总数q与压缩次数N之积q·N为偶数时,在一定条件下,态|ψ₃⁽³⁾〉_q的广义电场分量可分别呈现出周期性变化的广义非线性等幂次奇数模-偶数次、偶数模-奇数次、偶数模-偶数次N次方H压缩效应.     

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.