多模辐射场的量子统计性质以及时域量子化问题研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨志勇 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1999 |
| 授予单位 | 中国科学院西安光学精密机械研究所. |
| 导师 | 侯洵 |
| 关键词 | 多模压缩态与时域／频域压缩态 时域量子化 时间不可逆性 超快科学 新时间尺度 量子时空观 腔内原子的辐射谱 |
| 学位专业 | 瞬态光学技术 |
| 中文摘要 | 本文对多模辐射场的量子统计性质以及时域量子化问题进行了详细研究。本研究工作主要涉及以下三方面的内容：多模压缩态与时域／频域压缩态、时域量子化以及腔内原子的辐射谱。第一部分多模压缩与时域／频域压缩态 1）．建立了多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩的一般理论。提出了多模辐射场中各模压缩阶数相等（都等于N）的等阶N次方Y压缩、N次方H压缩、N次方X压缩、N－Y最小测不准态、N－H最小测不准态、N－X最小测不准态、N－Y最小测不准态、N－H最小测不准态、以及N－X压缩最小测不准态等的定义。指出Zhang等人提出的单模辐射场的振幅N次方压缩的定义，仅仅只是本文所提出的多模辐射场的N次方Y压缩和N次方H压缩的一般性定义在q = 1这一条件下的特例；Mark Hillery提出的双模辐射场的和压缩的定义，仅仅只是文所提出的多模辐场的N次方H压缩的这一一般性定义在q = 2、N = 1条件下的特例；Mark Hillery提出的双模辐射场的差压缩的定义，仅仅只是本文所提出的多模辐射场的N次方X压缩这一一般性定义，在q = 1、N = 1条件下的特例。构造了四态叠加双模叠加态光场|ψ>、第I类两态叠加多模叠加态光场|ψ_1~((2))＞_q和第II类两态叠加多模叠加态光场|ψ_2~((2))＞_q，并分别对态|ψ＞、态|ψ_1~((2))＞_q和态|ψ_2~((2))＞_q的N次方Y压缩和N次方H压缩效应进行了详细研究，从而得出许多既不同于现有报导又具有重要意义的新结论。2）．建立了多模辐射的广义非线性不等阶高阶压缩的一般理论。提出了多模辐射场中各模压缩阶数不相等（即N_1≠N_2≠N_3…≠N_j…;j=1,2,3,…,…；下同）的不等阶N_j次方Y压缩、N_j次方H压缩、N_j次方压缩、N_j-Y最小测不准态、N_j-H最小测不准态、N_j-X最小测不准态、N_j-Y压缩最小测不准态、N_j-H压缩最小测不准态、以及N_j-X压缩最小测不准态等的定义。指出，Zhang等人提出的单模辐射场的振幅N次方压缩的定义、Mark Hillery提出的双模辐射场的和压缩与差压缩的定义、以及由作者新近提出的多模辐射的N次方Y压缩、N次方H压缩和N次方X压缩的定义，仅仅是本文所提出的多模辐射的N_j次方Y压缩、N_j次方H压缩、以及N_j次方X压缩等的一般性定义在各种不同条件下的特例。3）．利用全量子理论，对连续能谱量子体系和分立能谱量子体系中的时域压缩－频域展宽以及频域压缩－时域展宽效应进行了详细研究。在封开印和黄湘友两人构造时间算符t-circumflex的基础上，给出频率算符ω-circumflex的定义，根据时间算符t-circumflex与频率算符ω-circumflex之间的对易关系并利用Cauchy-Schwartz不等式导出t-circumflex和ω-circumflex所满足的测不准关系式。给出时域压缩和频域压缩的定义，并对时域／频域上的最小测准态、压缩最小测不准态和压缩态等进行了详细讨论，指出了时域压缩和频域压缩的非经典性。第二部分1）．给出时域上的拟量子产生算符(τ－circumflex)~+(t)、拟量子湮没算符τ－circumflex(t)和拟量子数算符N－circumflex(t)等的定义，首次建立了时域量子化的形式理论，并由此进一步提出了时域量子化的基本观点。2）．在提出时域吸收过程、时域辐射过程和时域无辐射态间量子跃迁过程等概念的基础上，进一步揭示出时域量子化的本质含义。对时间不可逆性问题进行了详细论证，并在给出“时间量子”t与光子能ε_t之间的关系式t = h/ε_t（式中h为谱朗克常量）的同时，进一步提出了时域量子化的新观点。利用t = h/ε_t这一关系对超快科学研究领域中的新时间尺度（诸如超短激光脉冲的脉宽压缩、阿秒界限的突破等）问题进行了详细讨论。最后，在对时空对称性以及时空对称结构等问题进行详细分析的基础上，进一步提出了量子时空结构的基本观点。第三部分腔内原子的辐射谱建立了“q模腔场－两原子”系统的任意N~∑光子相互作用模型，利用这一模型研究了两个偶极－偶极力关联的等同双能级原子与q模腔场任意N~∑光子共振相互作用的辐射谱。对q模腔场分别处于不同数态：即q模腔场均为真空场、q模腔场均为强场、1模为真空场（q－1）模为强场、q_0模为真空场（q-q_0）模为强场、以及（q-1）模为真空场1模为强场时辐射谱的结构特征及物理特性进行了详细分析，揭示出“q模腔场－两原子”系统任意N~∑光子共振相互作用辐射谱的一般特征。现有文献报道，仅仅是本文的普遍性结果和结论在各种不同情况下的特例。 |
| 学科主题 | 瞬态光学技术 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-10-09 |
| 页码 | 137 |
| 源URL | [http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/12394]  |
| 专题 | 西安光学精密机械研究所_中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨志勇. 多模辐射场的量子统计性质以及时域量子化问题研究[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所.. 1999. |
入库方式： OAI收割
来源：西安光学精密机械研究所
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