光場的高階場量及其漲落的測量.pdf

1、量子測量是量子力學(xué)研究的基本課題之一。在量子力學(xué)的發(fā)展過程中，量子測量問題在理論和實驗上都得到了廣泛的研究，但以往的研究比較偏重于完備性測量(即非破壞性測量)。由于完備性測量需要進行系統(tǒng)狀態(tài)的重組，測量過程較復(fù)雜，容易受到系統(tǒng)消相干機制的影響。在有些情況下，并不需要獲取系統(tǒng)的全部信息，而只需要提取部分有效信息，因此近些年人們開始研究非完備性測量(也稱作破壞性測量或瞬時測量)，這種測量不需要對系統(tǒng)狀態(tài)進行重組，測量過程簡短，可有效避免系統(tǒng)

2、消相干的影響。 在本文中提出了一種測量光場高階場量的方法，對不可直接接觸的場，通過兩能級探測器與光場相互作用后測量探測器的可觀測值，然后通過積分變換推導(dǎo)出高階場量與所測量的探測器可觀測值之間的關(guān)系，即可以獲得高階場量的期望值。 在第三章研究了光場的k階振幅壓縮的測量。引入了光場k階振幅表達式，介紹了光場k階振幅壓縮的主要形式，討論了k階振幅〈z1(k)〉和〈z2(k)〉、k階振幅平方〈z21(k)〉和〈z22(k)〉以及

3、高階場量〈F(k)〉的測量，給出了這些高階場量的直接計算結(jié)果。 在第四章研究了光場的k階光子數(shù)及其漲落的測量。引入了光場的k階光子數(shù)定義式nk=(a+a)k，給出了k階光子數(shù)nk=(a+a)k按光場的產(chǎn)生(a+)和湮滅(a)算符的正規(guī)序展開的形式，并給出了k階光子數(shù)漲落的表達形式。討論了高階場量(a+)kak(k=1，2，…，n)的期望值〈(a+)kak〉的測量，給出了k階光子數(shù)期望值〈nk〉和k階光子數(shù)的漲落(△nk)2=〈(

4、nk)2〉-〈nk〉2=〈n2k〉-〈nk〉2的直接計算結(jié)果。 在第五章研究了光場高階關(guān)聯(lián)函數(shù)的測量。介紹了光場的高階關(guān)聯(lián)函數(shù)的定義形式，闡述了研究光場的高階關(guān)聯(lián)函數(shù)對了解輻射光場的量子統(tǒng)計特性的作用和意義，給出了單模量子場中零時延n階歸一化關(guān)聯(lián)函數(shù)的表達形式，并重點討論了單模量子場中零時延n階歸一化關(guān)聯(lián)函數(shù)的測量。發(fā)現(xiàn)測量高階場量主要通過原子(探測器)與光場的多光子JC型共振相互作用實現(xiàn)，測量不同的高階場量，相互作用過程中躍遷