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.     

增加光子奇偶q相干态的高阶压缩效应

通过数值计算研究了增加光子奇q相干态a_q^+m|α>_q^o和增加光子偶q相干态a_q^+m|α>_q^e的高阶压缩效应.结果表明:当q较小时,态a_q^+m|α>_q^o和a_q^+m|α>_q^e都能呈现出强烈的奇次方阶压缩效应,但无偶次方阶压缩效应,而且奇次方阶压缩随m的增大而增强.当m=0时a_q^+m|α>_q^o和a_q^+m|α>_q^e为光场振幅偶次幂的最小测不准态,但当m≠0时它们不是光场振幅偶次幂的最小测不准态.     

激发对相干态的等阶Y压缩效应

用数值计算法研究了激发对相干态|ζ;m〉＝a^+mb^+m|ζ〉的等阶Y压缩效应.结果表明:对于态a^+mb^+m|ζ〉,光场存在着等阶K(＝2,3,4,5,…)次方Y压缩效应,但是随着场模上光子增加数m的增大,等阶K次方Y压缩效应减弱.     

增加光子位移福克态的量子统计性质

引入了增加光子位移福克态 a^+m| α,n〉,其中 | α,n〉是位移福克态,m是整数.用数值计算的方法研究了这种态的量子统计性质.结果表明,在位移福克态上增加光子后可以使原有的光场呈现较强的压缩,并能使光场的亚泊松特性得到明显增强.     

四态叠加多模叠加态光场|Ψe(4),Ⅲ〉q的等阶N次方Y压缩

根据量子力学的线性叠加原理,构造了由多模偶相干态与多模虚偶相干态组成的第Ⅲ种四态叠加多模叠加态光场态|Ψ_e⁽⁴⁾,Ⅲ〉_q的等阶N次方Y压缩特性.结果发现:1) 当压缩阶数N=4m,(m=1,2,3,…)时,态|Ψ_e⁽⁴⁾,Ⅲ〉_q恒处于等阶数N-Y最小测不准态;2) 当压缩阶数N=4m′+2,(m′=0,1,2,…)时,在(θ₁-θ₂),q,R_j,r₁,r₂等取不同的组合定值下,态|Ψ_e⁽⁴⁾,Ⅲ〉_q可分别呈现出等阶N次方Y压缩效应与"半相干态"效应;3) 当压缩阶数N为奇数时,在(θ₁-θ₂),q,R_j,r₁,r₂等取不同的组合定值下,态|Ψ_e⁽⁴⁾,Ⅲ〉_q可呈现出等阶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

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.     

激发双模压缩真空态的非经典特性

通过数值计算研究了激发双模压缩真空态a^+mb^+m|ξ>的非经典特性.结果表明:对于a^+mb^+m|ξ>,Cauchy-Schwartz不等式受到破坏;当取适当的压缩参量r(例如0.4～0.7)时,a^+mb^+m|ξ>呈现出正交分量的压缩和光子的亚泊松分布,而且压缩程度和亚泊松特性都随m的增大而有所增强.     

多模叠加态光场|ψ5(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|{iZ_j^*}〉_q的线性叠加所组成的第Ⅴ类三态叠加多模叠加态光场|ψ₅⁽³⁾〉_q.利用多模压缩态理论研究了态|ψ₅⁽³⁾〉_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φ_j(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φ_j调制的各单模相干态光场的平均光子数之和 等分别满足一定的取值条件,则态|ψ₅⁽³⁾〉_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|Ψe4,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_e⁴,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_e⁴,Ⅲ〉_q的广义电场分量可恒处于等幂次NH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 φ_j,以及各模平均光子数之总和 R_j²等分别满足一定的取值条件时,态|Ψ_e⁴,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.     

第Ⅶ类两态叠加多模叠加态光场的偶数阶等阶N次方Y压缩

本文构造了由多模相干态|{Z_j}>_q与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Ⅶ类两态叠加多模叠加态光场|ψ₇⁽²⁾>_q.利用多模压缩态理论,研究了态|ψ₇⁽²⁾>_q的偶数阶等阶N次方Y压缩特性.结果发现:在压缩阶数N=2p、并且P=2m+1(m=0,1,2,3,…,…)的条件下,如果各模的初始相位φj(j=1,2,3,…,q)、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 等分别满足一定的取值条件,则在这种情况下态|ψ₇⁽²⁾>_q可呈现出周期性变化的偶数阶等阶N次方Y压缩效应.     

对相干态在通过参量转换中的演化与量子化光涡态的实现

本文讨论了光学参量频率转换过程中对相干态的演化问题, 获得了对相干态时间演化的解析表达式及在位形空间的波函数, 发现通过适当调节系统元件及相互作用时间, 对相干态在位形空间中的波包能呈现出量子涡态特性, 并且与这样涡态相关的波函数具有修正Bessel-Gaussian形式的结构, 即非高斯型波函数. 在相干态表象下, 这一量子化涡态是两模湮没算符平方和的本征态. 这一讨论揭示了产生量子化涡态的另一可实现方案.     

第Ⅱ类三态叠加多模叠加态光场等幂次2m+1次方Y压缩

构造了由多模虚相干态|{iZ_j}>_q、多模虚相干态的相反态|{-iZ_j}>_q和多模真空态|{O_j}>_q这三种不同的量子光场态的线性叠加所组成的第Ⅱ类三态叠加多模叠加态光场|ψ₂⁽³⁾>_q.利用多模压缩态理论,研究了态|ψ₂⁽³⁾>_q的广义非线性等幂次2m+1次方Y压缩特性.结果发现:在压缩次数N=2m+1(m=0,1,2,3,…,…)的条件下,只要各模的初始相位和态间的初始相位差分别满足一定的取值条件,态|ψ₂⁽³⁾>_q就可呈现出周期性变化的、任意奇数次的广义非线性等幂次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.     

态|Ψ(3)>q中广义电场分量的偶数次N次方Y压缩

构造了由多模复共轭虚相干态、多模复共轭虚相干态的相反态和多模复共轭相干态的线性叠加所组成的一种新型的三态叠加多模叠加态光场|Ψ⁽³⁾>_q.利用多模压缩态理论,研究了态|Ψ⁽³⁾>_q中广义电场分量的偶数次等幂次N次方Y压缩特性.结果发现:态|Ψ⁽³⁾>_q是一种典型的三态叠加多模非经典光场;当压缩次数N等于2P且P为2m’+1(m’=0,1,2,…,…)时,如果各模的初始相位φ_j(j=1,2,3,…,…,q)、态间的初始相位差(θ₁-θ₂)、(θ₁-θ₃)和(θ₂-θ₃),以及各单模相干态光场的总的平均光子数等分别满足各自的取值条件,则在这种情况下态|Ψ⁽³⁾>_q的广义电场分量可呈现出偶数次的广义非线性等幂次2(2m’+1)次方Y压缩效应.     

基于p1-p2与a1+a2共同本征态的相干纠缠态表象的构建及性质

利用有序算符乘积内的积分技术（IWOP）,建立了一种称之为相干纠缠态的两粒子体系的新表象,研究了这种新表象的性质,从理论上探讨了这种相干纠缠态的产生方法.结果表明：本文建立的这种p₁-p₂与a₁+a₂的共同本征态|p,β〉,既具有相干态的特性,又体现了纠缠态的特征,具有超完备性,完全可以作为一个表象使用. 物理上可以用光分束器来实现|< 关键词： IWOP技术 相干纠缠态表象 分束器     

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——2腔模总数与压缩阶数两者之积取奇数的情形

构造了由多模复共轭相干态的相反态|{-Z_j^(a)*}〉q和多模虚共轭相干态的相反态|{-Z_j^(b)*}〉q的线性叠加所组成的第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.利用多模压缩态理论,研究了态|Ψ(ab)Ⅱ〉q的等阶N次方H压缩特性.结果发现,在腔模总数与压缩阶数这两者之积取奇数,则当各对应模的初始相位、各对应模的初始相位差,态间的初始相位差、以及光子干涉项的幅度之和等分别满足一定的量子化条件时,态|Ψ(ab)Ⅱ〉q的第一及第二正交分量可分别呈现出周期性变化的等阶N次方H压缩效应.这与现有报道的结果截然不同.