與二能級原子相互作用的相干態(tài)光場的壓縮性質(zhì)

1、與二能級原子相互作用的相干態(tài)光場的壓縮性質(zhì) 目錄中文摘要1前言11基本理論11.1歷史回顧11.22能級原子21.3相干態(tài)的理論21.3.1相干態(tài)的定義3 1.3.2相干態(tài)的性質(zhì)41.4光場的壓縮理論62 基本工作模型（j-c模型）73光場的壓縮性質(zhì)研究83.1 引言83.2 j-c模型與光場壓縮93.3數(shù)值分析103.4小結(jié)144 總結(jié)15參考文獻15英文摘要16致謝16附錄17與2能級原子相互作用的相干態(tài)光場的壓縮性質(zhì) 摘要： 在量子光學(xué)領(lǐng)域中,光場的壓縮效應(yīng)反映了光場的非經(jīng)典特征,在低噪聲光通訊、弱信號探測、高精密測量等方面具有重要的應(yīng)用前景,是近年來光學(xué)領(lǐng)域研究的熱

2、點之1.光場和原子的相互作用是現(xiàn)代量子光學(xué)研究的中心內(nèi)容,通過光場和原子的相互作用產(chǎn)生壓縮光1直是量子光學(xué)中10分活躍的研究課題。本文引入相干態(tài)光場，闡述了傳統(tǒng)光場的壓縮理論，利用jaynes-cummings(j-c)模型，從光場與原子相互作用的哈密頓量，推出了系統(tǒng)的1般時間演化算符和光場與原子的約化密度矩陣。研究了原子與光場相互作用的壓縮效應(yīng)，討論了原子分布角、原子相位角、光場相對相位的初態(tài)和平均光子數(shù)對光場的壓縮效應(yīng)的影響。得出了1系列有意義的結(jié)論。關(guān)鍵詞： 相干態(tài)；壓縮效應(yīng)；jaynes-cummings模型；平均光子數(shù)the squeezing effect of the coher

3、ent fieldwith a two-level atom abstract:  in the quantum optics domain, the light squeezing effect had reflected the light field non- classical properties, in low chirp aspect and so on acousto-optic communication, weak signal survey, high precision measurement has the important applicatio

4、n prospect, was 1.th recent years optics domain research hot spot.it is center of the most important contents for the quantum optics to study on the dynamics. the transmitted light field and the atomic mutual function produces the squeezing light always is in the quantum optics the extremely active

5、research topic. this article introduces the coherent states light field, elaborated the traditional squeezing theory of the field, uses jaynes-cummings (j-c) the model, with the hamiltonian of the interaction between the field,the evolution operator and reduced density operators of the field and the

6、 atom are derived. the squeezing effect in a system of the atom interacting with field, specifically discussed atomic、atomic phase angle、light field relative phasedistribution angle, and the average light fraction to the light field squeezing effect influence. and obtained a series of significant re

7、sults.key word:  coherent states; the squeezing effect; jaynes-cummings model; light fraction前言光場的壓縮效應(yīng)越來越引起了人們廣泛的注意和重視，壓縮光場在弱信號檢測以及光通訊方面具有重要的應(yīng)用前景。由于壓縮光中某正交相位分量的噪音起伏低于激光場中相應(yīng)正交相位分量的噪音起伏.用此分量傳遞信息,則可得到比激光場更高的信噪比這具有很大的應(yīng)用價值。當今研究得最多的是壓縮真空態(tài)場與原子相互作用的非經(jīng)典性質(zhì)，以及原子激發(fā)態(tài)狀態(tài)下與相干態(tài)光場的量子漲落特性。本文主要研究單模相干態(tài)光場的壓縮性質(zhì)，重點在于與

8、原子相互作用的相干態(tài)光場的壓縮效應(yīng)。結(jié)果說明光場的壓縮效應(yīng)依賴于原子、光場的初態(tài)和平均光子數(shù)。選擇合適的參數(shù)，便可得到持續(xù)的壓縮光。1基本理論.歷史回顧在量子光學(xué)領(lǐng)域中，原子與光場的相互作用是近代量子光學(xué)中10分活躍的研究課題。壓縮光場在弱信號檢測以及光通訊方面具有重要的應(yīng)用前景，自yuen提出光場的壓縮概念以來，對于壓縮光場的產(chǎn)生1直是量子光學(xué)最活躍的課題之1。stoler和wodkiewicz1等人最先建立了光場與原子的壓縮概念。1981年，walls2等將光場壓縮的概念推廣原子系統(tǒng)，在單光子共振熒光系統(tǒng)中分別討論了光場壓縮效應(yīng)和原子偶極壓縮效應(yīng)，指出了處于穩(wěn)態(tài)偶極壓縮的2能級原子可輻射出

9、穩(wěn)態(tài)的壓縮光場。knight3等在單光子j-c模型中證明了初始時處于偶極壓縮狀態(tài)的原子，在1定的時刻可能輻射出壓縮光場。各種光場-原子相互作用系統(tǒng)中光場和原子的壓縮特性被廣泛報道4。壓縮光所具有的純量子效應(yīng)在高保真度的量子保密光通訊，超高靈敏度的光學(xué)無損檢測，光學(xué)精密計量，弱光及超弱光信號檢測，以及生命系統(tǒng)的超弱光子輻射探測等研究領(lǐng)域中有著10分廣闊的應(yīng)用前景，并將在科技領(lǐng)域中獲得更為廣泛的應(yīng)用，多模壓縮態(tài)光將在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有較之單模壓縮態(tài)和雙模壓縮態(tài)光更為廣闊的應(yīng)用前景和更為重大的應(yīng)用價值。諸如，用于孤子產(chǎn)生、孤子壓縮、孤子控制以及孤子傳輸與孤子通訊同題,以及全光量子計算機的開發(fā)與研制問題等等。相干態(tài)光場是非經(jīng)典光場，具有純粹的