k玻色子q相干态的反聚束效应

研究了q变形湮没算符高次幂(akq,k≥3)本征态的反聚束效应,并就k=3的情况用数值计算方法研究了q变形参数对该效应的影响.结果表明,当q变形相干态中谐振子的强度x=|z|2在某些区间内取值时,akq的本征态将呈现反聚束效应,并且这一效应明显地受到q参数的影响.当参数q取定时,随着q变形光场强度的变大,该光场的光子数涨落在经典(或量子)和量子(或经典)特性之间交替地变化.     

耗散腔中两二能级原子态的自旋压缩,量子Fisher信息和最大自旋涨落

在能量耗散腔中,原子用泡利算符描述,光场用相干态描述,运用密度矩阵理论,得到了两二能级原子密度矩阵元的演化规律,分析了与单模辐射场作用过程中原子态的自旋压缩、量子Fisher信息和最大自旋涨落.结果表明:自旋压缩,大于 的最大自旋涨落可以作为量子纠缠的充分必要判据.自旋压缩, 大于 的最大自旋涨落和量子纠缠,它们互相等价.大于1的Fisher信息与它们之间没有等价关系,但可以作为自旋压缩和量子纠缠的充分判据.     

κ玻色子q相干态的反聚束效应

研究了q变形湮没算符高次幂（αq^k,κ≥3)本征态的反聚束效应，并就κ=3的情况用数值计算方法研究了q变形参数对该效应的影响。结果表明，当q变形相干态中谐振子的强度x=|z|^2在某些区间内取值时，αq^k的本征态将呈现反聚束效应，并且这一效应明显地受到q参数的影响。当参数q取定时，随着q变形光场强度的变大，该光场的光子数涨落在经典（或量子）和量子（或经典）特性之间交替地变化。     

耗散腔中两二能级原子态的自旋压缩量子Fisher信息和最大自旋涨落

在能量耗散腔中,原子用泡利算符描述,光场用相干态描述,运用密度矩阵理论,得到了两二能级原子密度矩阵元的演化规律,分析了与单模辐射场作用过程中原子态的自旋压缩、量子Fisher信息和最大自旋涨落.结果表明:自旋压缩,大于1/2的最大自旋涨落可以作为量子纠缠的充分必要判据.自旋压缩,大于1/2的最大自旋涨落和量子纠缠,它们互相等价.大于1的Fisher信息与它们之间没有等价关系,但可以作为自旋压缩和量子纠缠的充分判据.     

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。     

算符a^K本征态热迭加光场的光子数统计分布

利用密度矩阵方法，导出了光子湮没算符高次幂ａ＾Ｋ（ｋ≥２）本征态热迭加光场光子数统计分布的一般表达式，讨论了热噪声对非经典光场态光数统计分布振荡行为的影响。     

利用光子相关性降低量子噪声

本文分析了双光路强度差测量的量子理论,指出可以利用两光束之间的光子相关性来降低强度差测量的量子噪声〈Δ?_d²〉,对于具有强相关性的违反Cauchy-Schwarz不等式的光场(简称ACS非经典光场)〈Δ?_d²〉可低于经典噪声极限,这种情况可发生在简并四波混频(DFWM)的共轭波和透射波之间。 关键词：     

依赖强度耦合的级联三能级原子系统中双模压缩真空初态场的非经典性质

运用全量子理论研究了依赖强度耦合的级联三能级原子系统中双模压缩真空初态场的压缩及量子统计性质,并讨论了初始光场的压缩参量以及原子—光场单光子失谐量对光场非经典性质的影响.     

非旋波近似下两个二能级原子与单模光场相互作用的非经典性质

利用全量子理论,研究了非旋波近似下两个二能级原子与单模光场相互作用过程中光场所表现出的非经典性质,揭示了虚光子过程对场的平均光子数和二阶相干度的影响,并讨论了光场频率及原子间耦合系数的变化与场的平均光子数和二阶相干度的关系.     

与非等同双原子相互作用下光场的量子特性

研究了具有不同偶极矩的两个原子与双模压缩真空场相互作用系统中光场的量子特性.讨论了两个原子与双模压缩真空场的相对耦合常数(R=g1/g2)和光场的初始压缩因子r对光场的压缩效应和光子的聚束与反聚束效应的影响.数值计算结果表明,光场量子涨落的震荡幅度、最大压缩深度、压缩时间及二阶相干度的震荡振幅与光场的初始压缩因子r的大小有关.两原子与双模光场的相对耦合常数R影响着光场量子涨落和二阶相干度的震荡规律,因而也影响着压缩时间、光场处于非经典态的时间及光子的反聚束程度,但对光场的压缩深度无明显影响.     

两模腔中的参量上转换和下转换

提出了一种通过建立双线性二次哈密顿量在量子腔中实现参量上转换和下转换的方案.通常在非线性过程中,介质本身不参与能量的净交换,但光波频率可以发生转换的作用称为参量转换作用.此方案建立在一个四能级原子同时与两经典场和两量子场相互作用的基础上,理论属于非线性光学四波混频范畴.将原子制备在合适的能级上,经典光场与相应的能级发生共振,而同时量子光场与相应的能级产生大失谐相互作用,在强相互作用区域内,原子和腔场失耦合,进而实现腔模的参量转换.根据所制备初始能级的不同以及光场激发能级的差异,分别实现了参量上转换和参量下转换.在利用参量下转换制备压缩算符后,对实验的可行性进行了讨论,并且给出了理论值.结果表明：在级联三能原子中采用一个级联双光子过程代替了原来的两个偶极禁戒跃迁间的经典驱动,可以保证高的不同频率之间的转换效率,并且用于光的量子操控和量子信息处理.     

极化激元系统时间演化的量子涨落特性和非经典统计行为

将极化激元系统约化成模型单模光子-TO声子有效相互作用系统， 在此基础上以解析形式讨论了系统的力学量、压缩态、量子涨落特性以及亚泊松分布等非经典效应的动力学演化行为.结果表明，光子场与极化波量子场彼此交换能量过程随时间演化呈振荡性质，光子场和声子场都可以演化成压缩态，其二阶压缩度随时间演化成复杂周期振荡特性，这种非经典特性是非线性相互作用的结果并且以k₁项和k₂项同时存在并相互关联为前提.而此时光子和声子统计分布随时间演化呈现介于超Poison分布和亚Poison分布之间复杂周期振荡的新结果，非线性作用k₁项和k₂项对这种非经典统计行为都有贡献. 关键词： 极化激元系统动力学演化 单模光场-TO声子有效模型哈密顿量 量子涨落与压缩态 亚泊松分布     

隧穿量子点分子模型与光场相互作用系统中光场的相位特性

应用Pegg-Barnett相位理论,研究了隧穿量子点分子模型与光场相互作用系统中光场的相位特性,着重分析了光场的相位概率分布及相位涨落,并讨论了平均光子数和失谐量以及时间对相位概率分布的影响．结果发现：光场相位概率分布在零附近的概率分布最大,且涨落最小,而其它范围内概率分布小且容易振荡,适当调节平均光子数和时间,能使相位概率分布由单峰结构向对称的三峰高斯分布转化,且能调节峰值的大小．     

锁模激光脉冲序列的量子理论

本文发展了一种描述锁模激光脉冲序列输出的全量子理论.采用“相干叠加”模型,即认为从多模相干态光场不同模吸收光子后的原子态是相干的,耦合形成相干组合态.考虑锁模激光各模式间相位关系.用多模相干态描述光场,应用预解算符和投影算符推导演化算符,使本方法可统一处理锁模激光脉冲序列输出及原子的共振多光子过程.     

自发参量下转换机理及应用研究综述

自发参量下转换(spontaneous param etric down-conversion,SPDC)光场是一种非经典光场,它是由单色泵浦光子流和量子真空噪声对非线性晶体的综合作用而产生的。基于量子理论解释了SPDC光场的产生机理,说明从经典理论如何理解SPDC光场。较全面介绍了SPDC光场的非经典特性及在激光技术、遥感、量子通讯等领域的应用研究进展,展望了它应用研究的发展方向与前景。     

在与原子相互作用中光偏振态的量子描述及其演化

应用偏振光的量子理论和斯托克斯算符研究了无克尔媒质和存在克尔媒质情况下，光在与原子相互作用过程中偏振态的演化.研究了偏振光中斯托克斯参量的涨落及其压缩的非经典行为.偏振椭圆、量子光学中的偏振度和斯托克斯参量的信噪比也得到了讨论.结果表明斯托克斯参量及其涨落在时间演化中呈现出被调制的振荡，这些振荡表现出间歇地崩塌和恢复.在与原子的相互作用过程中，光的偏振椭圆不随时间变化，但偏振度却随时间出现振荡.克尔媒质对这些振荡演化有很大影响. 关键词： 斯托克斯算符 斯托克斯参量 量子偏振态 量子涨落     

与原子相互作用的相干光场的相位涨落和相干性的时间特性

根据Pegg-Barnett的相位理论和Glauber的光场相干性的量子理论,用dressed-atom态方法,研究了理想腔中与二能级原子相互作用的相干光场的量子相位涨落、量子相干性和光子数分布的时间特性。计算结果表明:在原子与光场的共振相互作用情形,原子的作用就象一个非线性滤波器;在描述光场的非相干性方面,光场的量子相位特性与量子相干性也是并协的。 关键词：     

脉冲模式非线性频率上转换的光子数量子统计特性研究

频率上转换技术在量子光学中的应用日益受到重视,而对脉冲模式的单光子水平的频率上转换的光子数量子统计和传递特性的理论研究还有待完善。在相互作用绘景下用三波混频方程重点讨论了时域上分别为连续相干光场和高斯脉冲相干光场的信号光和抽运光相互作用的非线性频率上转换过程中的光子数量子统计分布的保持和传递特性。结果表明在不同模式的信号光子和抽运光场相互作用下,非线性频率上转换过程可以传递和保持入射的信号光子的光子数量子统计分布特性,对于发展新型量子上转换器件和基于频率转换的量子操控器件有重要的参考意义。     

玻色算符的逆算符及其相关的奇偶相干态

利用玻色算符的逆算符a^^-1和a^^+-1，定义了一类新的奇偶相干态 ，即增、减光子奇偶相干态.它们分别是算符为a^^-ka^^k+2,a^^+-ka ^²a^^+k的本征态，可由a^^-k和a^^+-k分别作用于通常的奇偶相干态来产生. 数值计算结 果表明，这类新的奇偶相干态都是非经典的光场态，它们都能呈现出光子反群聚效应 关键词： 玻色算符的逆算符 奇偶相干态 光子反群聚效应 量子压缩效应     

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。