壓縮態(tài)jcm的非經(jīng)典性質(zhì)

1、<p><b>　　深 圳 大 學(xué)</b></p><p>　　本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題 目 ： 壓縮態(tài)JCM的非經(jīng)典性質(zhì) </p><p>　　姓 名 ： </p><p>　　專 業(yè) ： 電子科學(xué)與技術(shù)

2、 </p><p>　　學(xué) 院 ： 電子科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　學(xué) 號(hào) ： </p><p>　　指導(dǎo)教師 ： </p><p>　　職 稱 ： 教授 </p>

3、<p>　　20 年 4 月 2 日</p><p>　　深圳大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），題目 《壓縮態(tài)JCM的非經(jīng)典性質(zhì)》 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明。除此之外，本論文不包含任何其他個(gè)

4、人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果。 </p><p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：</p><p>　　日期： 年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　【摘要】1</b></p>

5、<p><b>　　【關(guān)鍵詞】1</b></p><p><b>　　1.引言1</b></p><p>　　1.1 研究的背景和意義1</p><p>　　1.2 Jaynes-Cummings Mode2</p><p>　　1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容2</p>

6、<p><b>　　2.理論研究2</b></p><p>　　2.1JCM的基本解2</p><p>　　2.2量子統(tǒng)計(jì)性質(zhì)4</p><p>　　2.2.1壓縮態(tài)的定義4</p><p>　　2.2.2 亞泊松分布5</p><p>　　2.3 初態(tài)光場(chǎng)為壓縮態(tài)6<

7、/p><p>　　2.3.1 壓縮性質(zhì)7</p><p>　　2.3.2亞泊松分布性質(zhì)9</p><p>　　3 討論與總結(jié)11</p><p><b>　　4.展望12</b></p><p>　　4.1壓縮效應(yīng)的應(yīng)用前景12</p><p>　　4.2亞泊松效應(yīng)的

8、應(yīng)用前景12</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　致謝14</b></p><p>　　【Abstract】.14</p><p>　　【Key words】14</p><p>　　壓縮態(tài)JCM的非經(jīng)典性質(zhì)</p&g

9、t;<p>　　單個(gè)原子和單模場(chǎng)的相互作用</p><p>　　【摘要】我們討論了Jaynes-Cummings模型的一般解，它們可以被用來(lái)描述由一個(gè)二能級(jí)原子和一個(gè)單模輻射場(chǎng)組成的系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)；另外，還專門討論了初始光場(chǎng)處于壓縮相干狀態(tài)下時(shí)的非經(jīng)典量子性質(zhì)，并且根據(jù)繪制的相應(yīng)函數(shù)的圖形對(duì)它的參數(shù)進(jìn)行了討論，利用圖形進(jìn)行對(duì)比分析，從而得出全面的研究結(jié)果。這些都具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，有助于

10、我們利用這兩種效應(yīng)進(jìn)行超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限的光學(xué)測(cè)量，超微弱信息的量子傳輸和量子通信等,具有廣闊的應(yīng)用前景.</p><p>　　【關(guān)鍵詞】Jaynes-Cummings Model的一般解;量子統(tǒng)計(jì)性質(zhì)；壓縮態(tài)；光子的亞泊松統(tǒng)計(jì)；單量子態(tài)</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　1.1 研究的背景和意義</p>

11、;<p>　　最近，由于光場(chǎng)的壓縮和場(chǎng)的其它非經(jīng)典性質(zhì)（光子的亞泊松分布，光子的反聚束效應(yīng)）在量子光學(xué)和許多其它方面的重要性，吸引了許多研究者。1970年，Stoler首先提出了這種態(tài)的概念，后來(lái)1985年Slusher[1]首次在實(shí)驗(yàn)上得到壓縮態(tài)，壓縮態(tài)光場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用又引起了人們的興趣，Milburn[2]和羅耕賢等研究了壓縮光作用于一個(gè)二能級(jí)原子后原子的崩塌—回復(fù)現(xiàn)象以及Hillery［3］研究了相干態(tài)和混沌光場(chǎng)

12、JCM中的亞泊松光子統(tǒng)計(jì)，在國(guó)內(nèi)從1989年到1990年的兩年間，顧樵博士和張紀(jì)岳教授他們兩人在改進(jìn)傳統(tǒng)激光量子理論的基礎(chǔ)上，對(duì)單光子過(guò)程單模激光場(chǎng)的穩(wěn)態(tài)光子統(tǒng)計(jì)性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究……</p><p>　　壓縮及高階壓縮效應(yīng),是量子光場(chǎng)所特有的一種非經(jīng)典現(xiàn)象,它的正交相位分量的噪聲起伏低于相干態(tài)光場(chǎng)中相應(yīng)分量的噪聲起伏. 由測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系得，和的不確定性導(dǎo)致光場(chǎng)中兩個(gè)正交方向的強(qiáng)度的不確定性，從而形成光場(chǎng)的量子噪聲

13、，這是原則上不可避免的。然而，利用壓縮效應(yīng)可以降低某一個(gè)分量的不確定性，也就是降低了它的噪聲。代價(jià)是增加另一分量的不確定性，這構(gòu)成了壓縮態(tài)。亞泊松光子統(tǒng)計(jì)，也是量子光場(chǎng)的一種非經(jīng)典效應(yīng)。與光場(chǎng)壓縮態(tài)不同，亞泊松光子統(tǒng)計(jì)是通過(guò)光子數(shù)的統(tǒng)計(jì)分布來(lái)體現(xiàn)光場(chǎng)的非經(jīng)典特性的。它有自己的優(yōu)點(diǎn)：亞泊松光場(chǎng)其光子數(shù)的幾率分布要比具有相同平均光子數(shù)的泊松分布更窄，即亞泊松光場(chǎng)的光子數(shù)起伏要比泊松光場(chǎng)的平均光子數(shù)更小。這兩種效應(yīng)的特殊性質(zhì)不僅有助于我們更深

14、化了光的量子本質(zhì)認(rèn)識(shí)，更具有重要的理論研究?jī)r(jià)值和重大的學(xué)術(shù)意義。因此,可以利用壓縮效應(yīng)來(lái)減少甚至完全抑制光場(chǎng)量子噪聲以及亞泊松光場(chǎng)它極低的光子數(shù)起伏,從而用此去進(jìn)行超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限的光學(xué)測(cè)量,超微弱信息的量子傳輸和量子通信等.特別是引力波探測(cè)和量子信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,更促進(jìn)人們對(duì)光場(chǎng)的非經(jīng)典性質(zhì)的產(chǎn)生及應(yīng)用研究的極大關(guān)注. </p><p>　　在本文利用JCM精確解［4］的完備集描述了單個(gè)單模輻射場(chǎng)與二能級(jí)原子

15、相互作用的一般狀態(tài)，從而可以表征JCM的一些非經(jīng)典性質(zhì)，著重在場(chǎng)幅的時(shí)間演變性質(zhì)和光子的亞泊松分布上,這些在科學(xué)技術(shù)中具有廣闊的應(yīng)用前景和更為重大的應(yīng)用價(jià)值[5]。</p><p>　　1.2 Jaynes-Cummings Mode</p><p>　　Jaynes-Cummings Mode在量子物理里是很重要的模型之一，它描述了單模輻射場(chǎng)與二能級(jí)原子的相互作用。在探討光與物質(zhì)的相互作

16、用等問(wèn)題中，JCM在實(shí)驗(yàn)和理論方面均受到了廣泛的關(guān)注：一方面, JCM的數(shù)學(xué)形式比較簡(jiǎn)單,可以進(jìn)行嚴(yán)格求解,在討論場(chǎng)的量子統(tǒng)計(jì)性質(zhì)方面具有較好的可靠性[6 ] ;另一方面,在實(shí)驗(yàn)上,人們可以利用高Q 因子腔體和里德伯原子來(lái)實(shí)現(xiàn)這種理想模型[7 ] 。同時(shí)它可以提示許多非經(jīng)典的量子現(xiàn)象,如拉比振蕩[8] ,原子布居數(shù)反轉(zhuǎn)的崩塌和恢復(fù)[9 ] ,反聚束效應(yīng)，腔體中場(chǎng)的壓縮效應(yīng)等。近年來(lái)，它受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文主要是針對(duì)JCM所描述的系統(tǒng)

17、中的光場(chǎng)來(lái)進(jìn)行具體的數(shù)值分析，從而進(jìn)行光場(chǎng)的非經(jīng)典性質(zhì)的研究。</p><p>　　1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　本項(xiàng)研究是基于顧教授[10]的JCM的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究初始狀態(tài)為一個(gè)任意幾率分布的壓縮相干場(chǎng)與一個(gè)二能級(jí)原子的相互作用下產(chǎn)生的非經(jīng)典效應(yīng)。</p><p><b>　　本文結(jié)構(gòu)安排如下：</b></p>

18、<p>　　第一部分：概括了量子的非經(jīng)典效應(yīng)的背景和應(yīng)用前景，然后介紹了JCM，講述了它的重要性，最后介紹了本文的研究?jī)?nèi)容和研究方法；</p><p>　　第二部分：進(jìn)行理論研究，求出了JCM的基本解，接著給出了壓縮效應(yīng)和反聚束效應(yīng)的定義，在這些基本上，接著進(jìn)行了振幅的分析和泊松分布的分析，從而進(jìn)行壓縮效應(yīng)和反聚束效應(yīng)的研究；</p><p>　　第三部分：總結(jié)了本文的研究結(jié)

19、果，展望了這個(gè)課題的前景。</p><p><b>　　2.理論研究</b></p><p>　　2.1JCM的基本解</p><p>　　量子力學(xué)里最簡(jiǎn)單的模型是JCM，這個(gè)系統(tǒng)的漢密爾頓函數(shù)為：</p><p>　　(2.1.1) </p>&l

20、t;p>　　其中和是粒子的產(chǎn)生和消滅算符，是原子反轉(zhuǎn)算符，是原子升降運(yùn)算符，和分別是場(chǎng)和原子共振躍遷頻率，是原子與輻射場(chǎng)之間相互作用的耦合常數(shù) ，是普朗克常數(shù)除以。 </p><p>　　現(xiàn)在來(lái)解H的特征方程:</p><p>　　(2.1.2) </p><p>　　其中和 代表特征值和相應(yīng)的本征態(tài)。

21、 假設(shè) 可以寫成是態(tài)和的線性組合，也就可以寫成：</p><p><b>　?。?.1.3） </b></p><p>　　其中對(duì)應(yīng)的是在場(chǎng)中的n 個(gè)光子和原子處于上能級(jí)，對(duì)應(yīng)的是在場(chǎng)中的有n+1個(gè)光子和原子的下能級(jí)，，是系統(tǒng)處于，的可能性，它們滿足歸一化方程：</p&g

22、t;<p><b>　?。?.1.4）</b></p><p>　　將（1-1），（1-2），（1-3）結(jié)合起來(lái)，我們得到：</p><p>　　（2.1.5） </p><p><b>　?。?.1.6）</b></p><p>　　公式（1-5）是關(guān)于，的

23、線性齊次方程，具有非零解的充分必要條件是系數(shù)行列式為零，于是得到 ：</p><p>　?。?.1.7） （） （2.1.8） </p><p>　　綜上可以得到系數(shù)分別為：</p><p><b>　　（2.1.9）</b></p>&l

24、t;p>　　（2.1.10） （2.1.11）</p><p><b>　　于是我們有</b></p><p><b>　?。?.1.12） </b></p><p>　　其中被稱作修飾態(tài)，我們可以得到：</p><p><b>　?。?.1.13） &

25、lt;/b></p><p><b>　?。?.1.14）</b></p><p>　　這里有一個(gè)狀態(tài)沒(méi)有包括——在原子處于下能級(jí)，且場(chǎng)中沒(méi)有光子的狀態(tài),這個(gè)狀態(tài)必須得分開(kāi)考慮，寫成：</p><p>　　（2.1.15） </p>

26、<p>　　這個(gè)基態(tài)的能量為，由方程得到：</p><p>　　（2.1.16） </p><p>　　所有的這些狀態(tài)是正交歸一的，所以可以寫成完備集： </p><p>　?。?.1.17）可以用來(lái)表示一個(gè)任意場(chǎng)—原子系統(tǒng)的狀態(tài)，它符合薛定諤方程：</p><

27、;p>　?。?.1.18） 它的初始狀態(tài)為，將它展開(kāi)成完備集的形式為：</p><p>　?。?.1.19） （2.1.21） </p><p&g

28、t;　　因?yàn)?2.1.1)沒(méi)有包含時(shí)間，可以寫（2.1.17）的薛定諤方程的解： </p><p>　?。?.1.22） </p><p>　　于是就有 （2.1.23） 該式中包含了修飾態(tài)和基態(tài)的JCM的解。知道了任意一個(gè)初始狀態(tài)，可以計(jì)算出這些相關(guān)的系數(shù)，。從而可以計(jì)算出狀態(tài)矢量，它是對(duì)于光子數(shù)的求和。</p>

29、<p><b>　　2.2量子統(tǒng)計(jì)性質(zhì)</b></p><p>　　2.2.1壓縮態(tài)的定義</p><p>　　在正交算符和定義的基礎(chǔ)上有：，。 （2.2.1）</p><p>　　輻射場(chǎng)的波動(dòng)在中有說(shuō)明：</p><p><b>　?。?.2.2）</b><

30、;/p><p>　?。?.2.3） 其中，，若 or意味著在時(shí)刻t，或正交方向上的壓縮。</p><p>　　其中由（2.1.23）可以得出：</p><p><b>　?。?.2.4） </b></p><p><b>　　（2.2.5）</b&g

31、t;</p><p>　　2.2.2 亞泊松分布</p><p>　　另一個(gè)非經(jīng)典性質(zhì)是光子的亞泊松分布性質(zhì)，它是從光子數(shù)分布的角度來(lái)討論光場(chǎng)的性質(zhì)的，由Mandel因子表示：</p><p><b>　?。?.2.6）</b></p><p>　　其中。時(shí)對(duì)應(yīng)于在時(shí)刻t是亞泊松分布，光子之間是負(fù)關(guān)聯(lián)的，表現(xiàn)為反聚束效應(yīng)

32、； 時(shí)對(duì)應(yīng)于在時(shí)刻t是超泊松分布，光子之間是正關(guān)聯(lián)的，表現(xiàn)為聚束效應(yīng)；時(shí)對(duì)應(yīng)于在時(shí)刻t處于相干態(tài)，光子之間是不相關(guān)的。其中為以下值：</p><p><b>　　（2.2.7）</b></p><p><b>　?。?.2.8）</b></p><p>　　2.3 初態(tài)光場(chǎng)為壓縮態(tài)</p><p>

33、　　現(xiàn)在考慮一個(gè)系統(tǒng)，它的初始狀態(tài)是原子在上能級(jí)，場(chǎng)是在一個(gè)壓縮狀態(tài)。在這狀態(tài)出現(xiàn)n個(gè)光子的概率是：</p><p><b>　　（2.3.1）</b></p><p>　　其中，是厄米多項(xiàng)式的第n項(xiàng)，z是復(fù)角，r是壓縮參數(shù)。</p><p>　　一個(gè)壓縮的狀態(tài)有以下的期望值［12］：</p><p><b>

34、　?。?.3.2）</b></p><p><b>　?。?.3.3）</b></p><p><b>　　（2.3.4）</b></p><p>　　從（2.3.4）中可以看出，場(chǎng)的振幅僅僅與壓縮參數(shù)和時(shí)間相位有關(guān)，而與相干分量無(wú)關(guān)。 <

35、;/p><p>　　2.3.1 壓縮性質(zhì)</p><p>　　當(dāng)初態(tài)為壓縮態(tài)時(shí)有[13]：</p><p><b>　?。?.3.5）</b></p><p>　　將(2.3.1)代入（2.3.5）得到初態(tài)為壓縮態(tài)的場(chǎng)幅曲線圖：</p><p>　　圖1. 當(dāng)時(shí)， 隨著的變化曲線</p>

36、<p>　　圖1.顯示了，當(dāng)時(shí)，函數(shù)關(guān)系。先上升，后來(lái)經(jīng)過(guò)一個(gè)最大值，接著又一次落到波谷，接著又上升。該圖顯示了，對(duì)于不同的， 的第一個(gè)波谷不是同時(shí)出現(xiàn)的。</p><p>　　在相干狀態(tài)下，同樣當(dāng)時(shí)，的第一個(gè)波谷出現(xiàn)在的時(shí)刻［14］，所以我們可以用來(lái)表示壓縮和相干狀態(tài)第一個(gè)波谷出現(xiàn)的時(shí)間差，其中在時(shí)刻出現(xiàn)第一個(gè)波谷。</p><p>　　圖2.當(dāng)時(shí)，隨著r的變化的相對(duì)誤差函

37、數(shù)(T-1.79)，其中T是無(wú)量綱時(shí)間</p><p>　　從圖2.中，我們可以看出對(duì)于，的第一個(gè)波谷比初始狀態(tài)為相干態(tài)的時(shí)候出現(xiàn)的早，而當(dāng)時(shí)， 的第一個(gè)波谷比初始狀態(tài)為相干態(tài)的時(shí)候出現(xiàn)的遲些。</p><p>　　圖3.（a）當(dāng)時(shí)，隨著壓縮參數(shù)變化的和曲線</p><p>　?。╞）第一個(gè)波谷的最低點(diǎn)附近的曲線</p><p>　　在圖3.

38、（a）中，表示在時(shí)刻出現(xiàn)的場(chǎng)幅最低點(diǎn)。出現(xiàn)在區(qū)域：時(shí)，。在（b）中，我們可以看出當(dāng)從0.09變到0.1時(shí)，的波谷最低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)相應(yīng)的從1.791變到1.817.從而得到當(dāng)取一些特殊值時(shí)，發(fā)生階躍性跳躍。</p><p>　　圖4.在不同的下，隨著的變化曲線</p><p>　　在圖4.中，可以看到每條曲線有各自的最小值，并且對(duì)應(yīng)的不相同；隨著的增加，和都在減少。在［14］中，可以看

39、出在相干態(tài)的情況下，當(dāng)時(shí)，，而在壓縮態(tài)時(shí)，如上圖所示，當(dāng)時(shí)，。所以在壓縮態(tài)下小于相干態(tài)時(shí)的，這樣在這個(gè)方向上可以得到更低的噪聲極限。</p><p>　　2.3.2亞泊松分布性質(zhì)</p><p>　　當(dāng)初態(tài)場(chǎng)為壓縮態(tài)是有[13]：</p><p><b>　　（2.3.6）</b></p><p>　　將（2.3.1）代

40、入（2.3.6）時(shí)，即可得到壓縮態(tài)的亞泊松分布曲線圖：</p><p>　　圖5. 當(dāng)時(shí)，壓縮狀態(tài)的壓縮參數(shù)的函數(shù)的Mandel參數(shù)，</p><p>　　的最小值出現(xiàn)在的范圍內(nèi)，隨著的增加，它對(duì)應(yīng)的增大。</p><p>　　圖5. 顯示了當(dāng)時(shí)， Mandel參數(shù)Q隨著壓縮參數(shù)r的變化曲線。圖中反映的結(jié)果中，的最小值出現(xiàn)在的范圍內(nèi)，隨著的增加，它對(duì)應(yīng)的增大。&

41、lt;/p><p>　　圖6. 在JCM中，初始狀態(tài)中時(shí)，不同的壓縮參數(shù)下，</p><p>　　場(chǎng)的Mandel參數(shù)隨的變化曲線</p><p>　　圖6. 顯示了在JCM中，當(dāng)壓縮場(chǎng)的時(shí)，場(chǎng)的Mandel的時(shí)間演變曲線。觀察發(fā)現(xiàn)，都會(huì)有微弱的振動(dòng)，呈現(xiàn)一定的周期性；同時(shí)并不是所有的都會(huì)出現(xiàn)亞泊松分面，只有當(dāng)取適當(dāng)值時(shí)才會(huì)出現(xiàn)亞泊松分布。</p><

42、;p><b>　　3 討論與總結(jié)</b></p><p>　?。?）圖1.中，對(duì)于時(shí)，即初始為非壓縮態(tài)時(shí)，它會(huì)隨著時(shí)間演變?yōu)閴嚎s態(tài)，這為我們將非壓縮態(tài)場(chǎng)轉(zhuǎn)化為壓縮態(tài)提供了理論依據(jù)。從圖2.和圖3.中，我們可以看出對(duì)于，的第一個(gè)波谷比初始狀態(tài)為相干態(tài)的時(shí)候出現(xiàn)的早，而當(dāng)時(shí)， 的第一個(gè)波谷比初始狀態(tài)為相干態(tài)的時(shí)候出現(xiàn)的遲些，并且隨著的增大出現(xiàn)的越遲，也隨著減小，但是不一定全是連續(xù)變化的，在

43、特殊的一些時(shí)，出現(xiàn)階躍性變化。同時(shí)，不僅與有關(guān)，還與有關(guān)，如圖圖4.中，在相同的下，隨著的增大而減小；也可以看到每條曲線有各自的最小值，并且對(duì)應(yīng)的不相同；隨著的增加，和都在減少，所對(duì)應(yīng)的區(qū)域越大。所以只能選取特定的，才能得到特定的壓縮效應(yīng)； </p><p>　?。?）從圖5.和圖6.中，我們看出在壓縮態(tài)下，的最小值出現(xiàn)在的范圍內(nèi)，隨著的增加，它對(duì)應(yīng)的增大。且當(dāng)取定值時(shí)，一般只是發(fā)生微小的振動(dòng)，一般不會(huì)從泊松分布

44、轉(zhuǎn)化為亞泊松分布，也不會(huì)從亞泊松分布轉(zhuǎn)化為泊松分布。</p><p>　?。?）結(jié)合所有圖， 和，可以看出兩者是相互獨(dú)立的：當(dāng)，時(shí)，圖5顯示了不處于亞泊松分布，而是超泊松分面，圖1顯示了在特定時(shí)刻它是處于壓縮狀態(tài)的，而在某些時(shí)刻它沒(méi)有壓縮；當(dāng)，時(shí)，圖2顯示了光子處于亞泊松分布， 圖1顯示了在特定時(shí)刻它是處于壓縮狀態(tài)的，而在某些時(shí)刻它沒(méi)有壓縮。所以要想得到亞泊松分布和壓縮效應(yīng)，我們得分別考慮各自的參數(shù)才能得到這些效

45、應(yīng)。 </p><p><b>　　4.展望</b></p><p>　　4.1壓縮效應(yīng)的應(yīng)用前景</p><p>　　由于壓縮光中某正交相位分量的噪音起伏低于激光場(chǎng)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(chǎng)更高的信噪比, 這具有很大的應(yīng)用價(jià)值. 隨著光場(chǎng)壓縮態(tài)的產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)和理論研究日趁成熟，越來(lái)越多的人們會(huì)從事這方面的研

46、究。近年來(lái)，隨著實(shí)驗(yàn)精度和技術(shù)控制能力的不斷提高，人們可能構(gòu)筑和直接探測(cè)單量子態(tài)的物理特性，這方面的研究以及它與信息、材料、能源和化學(xué)交叉學(xué)科的發(fā)展孕育著重大科學(xué)突破的機(jī)遇。 例如用于單量子通信問(wèn)題，單量子存儲(chǔ)以及全光量子計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)和研制問(wèn)題等等,這些都是當(dāng)前乃至21 世紀(jì)人們經(jīng)常遇到并且必須盡快加以解決的重大科技問(wèn)題. 2009年度我國(guó)的重大研究計(jì)劃就是“單量子態(tài)的探測(cè)及相互作用”。</p><p>　　可以

47、看出,人們當(dāng)前的研究目標(biāo)主要集中在以下四個(gè)方面: </p><p>　　(1) 單量子態(tài)光場(chǎng)的壓縮特性研究; </p><p>　　(2) 各種用來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮態(tài)光的新型器件的開(kāi)發(fā)；</p><p>　　(3) 各種單量子壓縮態(tài)光場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究; </p><p>　　(4) 單量子壓縮光在科學(xué)研究如通信探測(cè)等各相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用研究等. </p

48、><p>　　這是光場(chǎng)壓縮態(tài)領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和未來(lái)發(fā)展的新趨勢(shì). 可以斷定,隨著光場(chǎng)壓縮態(tài)理論的進(jìn)一步發(fā)展與完善,隨著實(shí)驗(yàn)工作的日趨成熟,使得過(guò)去許多難以達(dá)到的科學(xué)探測(cè)有可能成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)，它也促進(jìn)了全光量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。</p><p>　　4.2亞泊松效應(yīng)的應(yīng)用前景</p><p>　　亞泊松光場(chǎng)所揭示出的這種特殊的光子統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，在科學(xué)技術(shù)中具有廣闊的應(yīng)用前景和更

49、為重大的應(yīng)用價(jià)值。因而成為當(dāng)前量子光學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)十分活躍的前沿課題。在我國(guó)，顧樵教授，王育竹教授等他們的突出的研究成就已引起國(guó)內(nèi)外量子光學(xué)界的廣泛關(guān)注。目前人們已將亞泊松光子統(tǒng)計(jì)的理論研究擴(kuò)展到了單量子態(tài)的情形。通過(guò)對(duì)單量子態(tài)及其量子效應(yīng)的研究，就是要消除多量子態(tài)的混合以及統(tǒng)計(jì)漲落的影響，直接對(duì)單粒子量子態(tài)和宏觀量子態(tài)等進(jìn)行高精度的精密探測(cè)。</p><p>　　可以看出,人們當(dāng)前的研究目標(biāo)主要集中在以下三個(gè)方

50、面：</p><p>　?。?）進(jìn)一步開(kāi)展單量子態(tài)場(chǎng)的亞泊松光子統(tǒng)計(jì)特性研究，建立“單量子態(tài)”系統(tǒng)相互作用的亞泊松光子統(tǒng)計(jì)理論，進(jìn)而研究亞泊松光輻射的時(shí)空傳播特性，并尋求產(chǎn)生和測(cè)量亞泊松光子統(tǒng)計(jì)的新原理、新方法、新技術(shù)和新途徑等。</p><p>　?。?）由于它比泊松分布更窄，可以用探索研制高峰值功率、窄脈沖寬度的(多模)超短超強(qiáng)脈沖輸出的亞泊松激光器。</p><p

51、>　?。?）探索亞泊松激光輻射源在科學(xué)技術(shù)各相關(guān)領(lǐng)域中應(yīng)用的最佳途徑。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　Slusher R E,Hollerg L W,Yurke B et al,Observation of squeezed states generated by four wave mixing in an optical

52、cavity ,Phys.Rev.Lett,1985,55</p><p>　　Miburn G J,Interaction of a two-level atom with squeezed light,Opt.Acta,1984,31</p><p>　　M．Hiller，Phyt Rev ASS，1987， 186</p><p>　　Jaynes E T,

53、Cummings F W. Comparision of quantum and semiclassical radiation theories with application to beam maser.Proc. IEEE , 1963.1 , 89～109</p><p>　　Wall D F,Squeezed states of light,Nature,1983,36,10</p>&

54、lt;p>　　Joshi A , Puri R R. Characteristics of Rabi oscillations in the two mode squeezing state of the field. Phys.Rev.(A),1990,42,7

55、 </p><p>　　Brune M, Schmidt Kaler F , Maali A et al . . Quantum Rabi oscillation: a direct test of field quantization in a cavity. Phys.Rev. Lett . , 1996,1800～1803.</p><p>　　Narozhny N

56、B, Sanchez-Mondragon J J and Eberly J H， Phys. Rev. A，1981 ，23，236</p><p>　　Eberly J H , Narozhny N B , Sanchez2Mondragon J J . Periodic spontaneous collapse and revival in a simple quantum model,Phys,Rev.L

57、ett,1980,44</p><p>　　顧樵,Radiation and Bioinformation,科學(xué)出版社，2003.10，50</p><p>　　E.T.Jaynes and F.W.Cummings,Comparison of Quantum and Semiclasical Radiation:Theories with Application to the Beam

58、Maser,Proc.IEEE,1963.51 </p><p>　　R.Loudon and P.L.Knight,Squeezed light,J.Modern Opt ,1987,709-759</p><p>　　Q.Gu,The Quantum Statistical Properties of the Jaynes-Cummings Model,Acta P

59、hysica Sinica ,1989,735-744</p><p>　　顧樵，《輻射與生物信息》，科學(xué)出版社，2003.10，78</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文得以順利完成，首先要特別感謝顧樵教授的指導(dǎo)。導(dǎo)師淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，一絲不茍的作風(fēng)，循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。在此，謹(jǐn)

60、向?qū)熤乱灾孕牡母兄x和誠(chéng)摯的敬意。</p><p>　　我也向陳海龍，張海栗等同學(xué)表示感謝，我們?cè)谝黄鹣嗷W(xué)習(xí)交流，從那里學(xué)到了很多知識(shí)。</p><p><b>　　荊利青</b></p><p>　　二零零九年四月于深圳大學(xué)</p><p>　　Non-classical Properties of A Initia

61、l Squeezed State Field In The Jaynes-Cummins Mode</p><p>　　【Abstract】We derive a set of equations characterizing the quantum statistical properties of the Jaynes-Cummins model,which can be used to describe t

62、he dynamic and statistical aspects of a system consisting of a two-level atom and a single mode of the radiation field. As applications, the quantum statistical properties of JCM in squeezed state are discussed.Meanwhile

63、 there are some discussions about the parameters according to corresponding figures,and I get complete conclusions.All these take on</p><p>　　【Key words】General Solution of Jaynes-Cummings Mode,Quantum Stati