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.     

非对称三态叠加多模泛函叠加态光场的高次压缩——广义电场分量的不等幂次和压缩效应研究

多模真空态|{0j}〉q与两个空间强度分布特征不同的多模复共轭泛函相干态|{f(j a)*(x,y,z)}〉q和|{f(j b)*(x,y,z)}〉q的线性叠加组成的三态叠加多模泛函叠加态光场|ψ(f3)〉q,利用多模压缩态理论,研究了态|ψ(f3)〉q中广义电场分量的不等幂次高次和(H)压缩特性.结果表明:在一定的条件下,态|ψ(f3)〉q的广义电场分量可呈现出周期性变化的任意奇数次和任意偶数次的不等幂次高次H压缩效应;光场的经典振幅和经典初始相位的任意非对称空间分布特征对其压缩程度和压缩深度等压缩特性将产生直接的影响.     

三态叠加多模泛函叠加态光场的高次压缩--广义磁场分量等幂次振幅压缩效应研究

构造了由多模真空态|{0j}>q与两个空间强度分布特征不同的多模复共轭泛函相干态|{f(a)f*(x,y,z)}>q和|{f(b)f*(x, y,z)}>q的线性叠加组成的三态叠加多模泛函叠加态光场|ψ(3)f>q,利用多模压缩态理论,研究了态|ψ(3)f>q中广义磁场分量的等幂次高次振幅(Y)压缩特性.结果表明:在一定的条件下,态|ψ(3)f>q的广义磁场分量可呈现出周期性变化的等幂次高次Y压缩效应; 光场经典强度和经典振幅的任意非对称空间分布特征和光场经典初始相位的任意空间分布特征等对其压缩程度将产生直接的影响.     

真空场注入非对称五态叠加多模泛函叠加态的高次振幅压缩

构造了由多模真空态、多模泛函相干态、多模泛函相干态的相反态、多模复共轭泛函相干态和多模复共轭泛函相干态的相反态这五个宏观上完全可分辩的量子态线性叠加所构成的强度不等的非对称五态叠加多模泛函叠加态光场|Ψ(5)vas〉q.利用多模压缩态理论,首次研究了态|Ψ(5)vas〉q的广义非线性等幂奇数次高次振幅压缩特性.结果发现:在一定的条件下,态|Ψ(5)vas〉q可呈现任意次的广义非线性等幂次高次振幅压缩效应,其压缩程度、压缩深度和压缩幅度与压缩次数、腔模总数、态间叠加几率幅、各模光场的经典强度以及经典初始相位的空间分布函数等强烈地非线性相关联;特别是,在特定条件下,真空场的注入可以提高压缩程度.     

偶数模四态叠加多模叠加态光场的高次差压缩

构造了由偶数模多模复共轭奇相干态与多模复共轭偶相干态线性叠加所组成的第Ⅱ种偶数模四态叠加多叠模加态光场|Ψ_oe⁽⁴⁾,Ⅱ>_2q.利用多模压缩态理论,研究了态|Ψ_oe⁽⁴⁾,Ⅱ>_2q的等幂次高次差压缩特性.结果发现:在一定条件下,态|Ψ_oe⁽⁴⁾,Ⅱ>_2q的两个正交相位分量可同时呈现出广义非线性等幂次高次差压缩效应.     

第Ⅰ种非对称三态叠加多模叠加态光场的高次和压缩--第一正交分量的N次方H压缩效应

构造了第孙中禹种强度不等的非对称三态叠加多模叠加态光场|ψ1(ABC)〉q.利用多模压缩态理论研究了态|ψ1(ABC)〉q第一正交分量高次和压缩.结果发现:①当构成态|ψ1(ABC)〉q的三个多模相干态光场的强度不相等时,在一定条件下,态|ψ1(ABC)〉q的第一正交分量可出现任意幂次的高次和压缩.②当上述的三个多模相干态光场强度相等时,态|ψ1(ABC)〉q的第一正交分量的高次和压缩现象消失.在这种情况下,态|ψ1(ABC)〉q的第一正交分量恒处于NH最小测不准态.     

第I种非对称三态叠加多模叠加态光场的高次和压缩——第一正交分量的N次方H压缩效应

构造了第孙中禹种强度不等的非对称三态叠加多模叠加态光场|ψ₁^(ABC)〉_q.利用多模压缩态理论研究了态|ψ₁^(ABC)〉_q第一正交分量高次和压缩.结果发现:①当构成态|ψ₁^(ABC)〉_q的三个多模相干态光场的强度不相等时,在一定条件下,态|ψ₁^(ABC)〉_q的第一正交分量可出现任意幂次的高次和压缩.②当上述的三个多模相干态光场强度相等时,态|ψ₁^(ABC)〉_q的第一正交分量的高次和压缩现象消失.在这种情况下,态|ψ₁^(ABC)〉_q的第一正交分量恒处于NH最小测不准态.     

第I种非对称两态叠加多模叠加态光场的任意不等阶Y压缩

利用多模压缩态理论研究了第种非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψ_Iab〉_q的任意不等阶N_j次方Y压缩特性.结果发现:对于任意压缩阶数N_j,态|Ψ_Iab〉_q在一定条件下总可呈现出任意不等阶N_j次方Y混合压缩效应,但在某一压缩阶数区域内并不一定呈现压缩效应;压缩阶数N_j满足特定条件(N_mj=4_mj;4_mj+1;4_mj+2;4_mj+3,其中j=1,2,3,…,…q)时的不等阶N_j次方Y压缩效应仅仅是本文的理论结果在N_j在某一特定条件下的特例.     

第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场的奇次幂N次方Y压缩

本文利用多模压缩理论 ,研究了第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场 |ΨI(ab) 〉q的广义非线性奇次幂N次方Y压缩特性 ,结果发现 :在压缩幂次数N取奇数时 ,若构成态|ΨI(ab) 〉q的宏观上可以分辨的两个量子光场态的强度和各对应模初始相位不相等时 ,态|ΨI(ab) 〉q的第一或第二正交分量在一定条件下总可分别呈现出周期性变化的奇次幂N次方Y压缩的效应 这一结果与文献 4的研究报道截然不同     

量子叠加态光场中广义电场的N次方H压缩效应

利用多模压缩态理论,研究了一种新型的三态叠加多模量子叠加态光场|Ψ(3)〉q中广义电场分量的等幂次N次方H压缩特性.结果发现,在一定条件下,态|Ψ(3)〉q的广义电场分量总可呈现出周期性变化的广义非线性等幂次N次方H压缩效应.     

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.     

第Ⅵ类两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方H压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理,构造了由多模相干态|{Z_j}〉_q与多模虚相干态|{iZ_j}〉_q这两者的线性叠加所组成的第类两态叠加多模叠加态光场|φ^₆(2)〉_q.利用多模压缩态理论,研究了态|φ^₆(2)〉_q的广义非线性等阶N次方H压缩特性.结果发现:1)在腔模总数q与压缩阶数N这两者之积取偶数亦即qN=2p的条件下,如果p=2l(l=1,2,3,…,…),则无论各模的初始相位和∑_j=1^qφ_j、态间的初始相位差(θ_pq^(R)-θ_pq^(I))以及各单模相干态光场的平均光子数之和∑_j=1^qR_j²等如何变化,态|φ^₆(2)〉_q总是恒处于等阶N-H最小测不准态.2)在qN=2p的条件下,如果p=2l+1(l=0,1,2,3,…,…),则当∑_j=1^qφ_j、(θ_pq^(R)-θ_q^(I))、∑_j=1^qR_j²、[(θ_pq^(R)-θ_q^(I))-∑_j=1^qR_j²]等分别满足一定的量子条件(或者在一些特定的闭区间内连续取值)时,态|φ^₆(2)〉_q总可呈现出周期性变化的等阶N次方H压缩效应.     

连续变量多模压缩态光场

连续变量压缩态光场的制备在量子光学和量子信息科学领域具有重要的地位,连续变量多模压缩态光场在多维量子信息传输、量子计算以及高精细度测量等方面存在着潜力巨大的应用前景。本文介绍了该方面的研究现状和国际动态。     

任意两态叠加多模泛函叠加态光场的等幂次差压缩

构造了任意两态叠加多模泛函叠加态光场|ψ(2)f>q,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,研究了态|ψ(2)f>q的广义磁场分量的非线性等幂次N次方差压缩特性.得到了一般理论结果,讨论了两种特殊两态叠加多模泛函叠加态光场的差压缩特性.结果表明:1)当qN为偶数时,第一类两态叠加多模泛函叠加态光场和虚相干两态叠加多模泛函叠加态光场都不出现广义磁场分量的非线性差压缩效应,也不处于N-j最小测不准态;2)当qN为奇数时,在一定条件下,任意两态叠加多模泛函叠加态光场中,广义磁场分量呈现出周期性变化的广义非线性N次方差压缩效应.     

一种新型的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

本文根据量子力学中的线性叠加原理,构造了由多模(即q模)相干态的相反态|{-Z_j}〉_q及多模虚相干态的相反态|{-iZ_j}〉_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|ψ_msc⁽²⁾〉_q.利用新近建立的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论,研究了态|ψ_msc⁽²⁾〉_q的广义非线性等阶N次方Y压缩特性.结果发现,1)当压缩阶数N=2P且P=2m(m=1,2,3,…,…)时,态|ψ_msc⁽²⁾〉_q恒处于N-Y最小测不准态;2)当N=2P且P=2m’+1(m’=0,1,2,…,…)时,如果各模的初始相位φ_j、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∑_j=1^qR_j²即[(θ_pq^(R)-θ_nq^(I))-∑_j=1^qR_j²]满足一定的量子化条件,态|ψ_msc⁽²⁾〉_q可呈现周期性变化的、任意阶的等阶N次方Y压缩效应;3)当N为奇数时,态|ψ_msc⁽²⁾〉_q在一定条件下恒处于N-Y测不准态;4)态|ψ_msc⁽²⁾〉_q与文献21中的态|ψ⁽²⁾〉_q出现部分压缩简并现象,从而更进一步表明压缩简并现象的存在是有某种客观内在联系的.     

非对称多模量子态光场的广义非线性差压缩特性研究

首次研究了具有普遍意义的非对称两态叠加多模叠加态光场的N次方X压缩特性，结果发现：当各模初始相位，态间初始相位差，各模光子数以及压缩幂次分别满足各自的条件时，多模量子态光场呈现出周期性变化的广义非线性差压缩（即N次方X压缩）效应，进一步地分析表明：第Ⅰ、Ⅱ类多模叠加态光场的N次方X压缩是本文所讨论的特例。     

多模叠加态光场的不等阶Nj次H压缩

非对称多模叠加态光场|Ψ(ab)>q= C(aI)pq|{iZ(a)*j}.>q+C(bI)nq|{-iZ(b)* j}.>q, 利用多模辐射场的不等阶压缩一般理论,首次对态|Ψ(ab)>q 的广义非线性不等阶Nj次方H压缩特性进行了详细地研究,结果表明在不同的条件下, 态|Ψ(ab)>q的两个正交分量分别呈现周期性变化的、任意不等阶Nj次方H压缩效应、Nj-H最小测不准态,说明态|Ψ(ab)>q是一种典型的非经典多模光场.     

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。