量子光學(xué)導(dǎo)論

內(nèi)容概要

本書從光與物質(zhì)相互作用的經(jīng)典與量子特性以及最新的實(shí)驗(yàn)與理論的研究成果出發(fā)，系統(tǒng)介紹這門新學(xué)科（相對(duì)于經(jīng)典光學(xué)而言）即量子光學(xué)的建立和發(fā)展。內(nèi)容共8章，前三章為光場與介質(zhì)相互作用的半經(jīng)典與光量子理論，是全書的預(yù)備知識(shí)。4～7章為量子光學(xué)的主體，含激光振蕩、光的相干性、場的相關(guān)函數(shù)表示、光的相干態(tài)、P表象、光場二階相關(guān)函數(shù)、群聚與反群聚、EPR悖論、Bell不等式、光的糾纏態(tài)、壓縮態(tài)，還有共振熒光、激光偏轉(zhuǎn)原子束等。第8章為光學(xué)參量下轉(zhuǎn)換的動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用。
本書可供高等院校物理與激光專業(yè)的本科生和相關(guān)專業(yè)的研究生閱讀，也可供從事基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用的科研人員參考。

書籍目錄

第1章 光與非線性介質(zhì)相互作用的經(jīng)典與量子理論1.1 非線性相互作用的經(jīng)典理論1.1.1 電磁波在非線性介質(zhì)中的傳播1.1.2 極化率張量的對(duì)稱性1.2 光學(xué)中的波波相互作用1.2.1 三波耦合1.2.2 四波耦合1.3 光與非線性介質(zhì)相互作用的量子理論1.4 弱場微擾法解Schr?dinger方程1.5 密度矩陣方程及其微擾解法1.5.1 密度矩陣方程1.5.2 用微擾法解密度矩陣方程1.6 波場ψ(r;t)的量子化1.7 電磁場的量子化1.7.1 電磁場的模式展開1.7.2 電磁場的量子化1.7.3 光子數(shù)態(tài)(Fock態(tài))1.8 原子輻射的線寬與能級(jí)移位1.8.1 單原子輻射1.8.2 N原子輻射附錄1A (1.2.27)式的解析求解參考文獻(xiàn)第2章 二能級(jí)系統(tǒng)的密度矩陣求解及光脈沖在非線性介質(zhì)中的傳播2.1 二能級(jí)原子密度矩陣的矢量模型2.2 Bloch方程及其解2.3 線性吸收與飽和吸收2.4 光學(xué)章動(dòng)與自由感生衰變2.5 浸漸近似2.6 光脈沖傳播的面積定理2.7 光脈沖自聚的多焦點(diǎn)現(xiàn)象2.7.1 光脈沖自聚的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)理論2.7.2 光脈沖自聚的不穩(wěn)定性分析2.7.3 光脈沖自聚的數(shù)值計(jì)算2.8 光束傳輸?shù)腁BCD定理2.8.1 近軸光束傳輸?shù)腁BCD定理2.8.2 普適的光束傳輸ABCD定理的證明2.8.3 光束傳輸?shù)难苌浞e分計(jì)算2.9 光脈沖的“超光速傳輸”2.9.1 終端波在增益型反常色散介質(zhì)中的傳播2.9.2 矩形脈沖在增益型反常色散介質(zhì)中的傳播2.9.3 Gauss光脈沖在增益型反常色散介質(zhì)中的傳播附錄2A (2.6.24)式的推導(dǎo)附錄2B (2.7.26)式的解析求解參考文獻(xiàn)第3章 原子的綴飾態(tài)3.1 二能級(jí)原子Schr?dinger方程的解3.2 原子的綴飾態(tài)3.3 Cohen-Tannoudji的綴飾原子3.4 原子部分綴飾態(tài)及其展開參考文獻(xiàn)第4章 激光振蕩理論4.1 激光振蕩的半經(jīng)典理論4.1.1 沒有激活離子(或原子)情形4.1.2 線性極化P∝E4.1.3 一級(jí)近似4.1.4 氣體激光的燒孔效應(yīng)與Lamb凹陷4.1.5 多模振蕩4.2 激光振蕩的全量子理論4.3 熱庫模型與激光輸出的統(tǒng)計(jì)分布4.3.1 熱庫模型4.3.2 激光場與熱庫相互作用的Langevin方程4.3.3 原子體系與熱庫相互作用的Langevin方程4.3.4 輻射場的密度矩陣方程4.3.5 激光輸出的統(tǒng)計(jì)分布4.4 降低激光泵浦的量子噪聲4.4.1 規(guī)則泵浦抽運(yùn)4.4.2 一般泵浦抽運(yùn)4.5 微激光的量子模式理論4.5.1 激光情形密度矩陣主方程的穩(wěn)態(tài)解4.5.2 微腔的量子模理論4.5.3 在閾值附近微腔量子模主方程解與分步模式解的偏差4.6 單原子與雙原子微激光4.6.1 雙原子與激光場的相互作用方程4.6.2 單原子、雙原子微激光的穩(wěn)態(tài)輸出比較參考文獻(xiàn)第5章 輻射的相干統(tǒng)計(jì)性質(zhì)5.1 平衡輻射的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)5.2 光的相干性5.2.1 相干條件5.2.2 “光子自干涉”與“同態(tài)光子干涉”5.3 光探測5.3.1 理想探測器5.3.2 量子躍遷5.4 場的相關(guān)函數(shù)與場的相干性5.5 相干態(tài)5.6 用相干態(tài)展開5.6.1 相干態(tài)的P表示5.6.2 在P表象中參量下轉(zhuǎn)換所滿足的Fokker-Planck方程5.7 光子的二階相關(guān)函數(shù)、群聚與反群聚效應(yīng)、鬼態(tài)干涉與粒子的糾纏態(tài)5.7.1 光場分布的二階相關(guān)測量5.7.2 經(jīng)典光場與非經(jīng)典光場5.7.3 原子共振熒光場的二階相關(guān)函數(shù)分析5.7.4 雙光子“鬼態(tài)干涉”與EPR悖論5.7.5 Bell不等式與粒子的糾纏態(tài)5.7.6 違背Bell不等式的幾何推導(dǎo)5.8 壓縮態(tài)光場5.8.1 光量子起伏給光學(xué)精密測量帶來的限制5.8.2 正交壓縮態(tài)5.8.3 振幅壓縮態(tài)5.9 非經(jīng)典光場的探測5.9.1 強(qiáng)度差的零拍探測技術(shù)5.9.2 當(dāng)探測效率η≠1的零拍探測5.10 壓縮態(tài)光的產(chǎn)生和放大5.10.1 簡并參量放大(或簡并四波混頻)產(chǎn)生壓縮態(tài)光的原理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.10.2 簡并參量放大與簡并四波混頻滿足的Langevin方程與Fokker-Planck方程5.10.3 簡并參量放大的Fokker-Planck方程的解5.10.4 簡并四波混頻的Fokker-Planck方程的解附錄5A Boson算子代數(shù)附錄5B 最小測不準(zhǔn)態(tài)附錄5C 關(guān)于(5.7.59)式、(5.7.70)式的證明參考文獻(xiàn)第6章 原子的共振熒光與吸收6.1 二能級(jí)原子與單色光強(qiáng)相互作用的實(shí)驗(yàn)研究6.1.1 二能級(jí)原子在強(qiáng)光作用下的共振熒光6.1.2 在強(qiáng)場作用下的原子吸收線型6.1.3 二能級(jí)原子吸收譜的功率增寬與飽和6.2 二能級(jí)原子的共振熒光理論6.2.1 二能級(jí)原子與輻射場相互作用方程及其解6.2.2 二能級(jí)原子的共振熒光計(jì)算6.3 原子在壓縮態(tài)光場中的共振熒光6.3.1 原子在壓縮態(tài)光場中的密度矩陣方程6.3.2 原子在壓縮態(tài)光場中的共振熒光譜6.4 不取旋波近似情形二能級(jí)原子的共振熒光譜6.4.1 Mollow的共振熒光理論與積分的初值條件6.4.2 不采用RWA二能級(jí)原子系統(tǒng)的RFS理論6.4.3 數(shù)值計(jì)算與討論6.5 含原子腔的QED6.5.1 自發(fā)輻射的增強(qiáng)與抑制6.5.2 單模場與二能級(jí)原子相互作用的J-C模型6.5.3 有阻尼情況下單模場與二能級(jí)原子相互作用的解析解6.5.4 關(guān)于新經(jīng)典理論的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)6.6 含二能級(jí)原子腔的透過率譜6.6.1 共振腔中原子的極化率計(jì)算6.6.2 含二能級(jí)原子腔的透過率譜參考文獻(xiàn)第7章 激光偏轉(zhuǎn)原子束7.1 激光偏轉(zhuǎn)原子束7.1.1 早期的激光偏轉(zhuǎn)原子束方案7.1.2 激光作用于原子上的力7.1.3 原子在速度空間的擴(kuò)散7.2 激光冷卻原子與光學(xué)黏膠7.3 激光偏振梯度冷卻原子7.4 光學(xué)黏膠溫度測量7.5 電磁衰波場對(duì)原子的作用力與原子鏡7.6 原子鏡面對(duì)原子量子態(tài)選擇反射實(shí)驗(yàn)7.7 二能級(jí)原子在激光衰波場中反射的準(zhǔn)確解7.7.1 二能級(jí)原子在激光衰波場中滿足的Schr?dinger方程及其解7.7.2 二能級(jí)原子波函數(shù)的邊值條件及反射率計(jì)算7.7.3 數(shù)值計(jì)算與討論7.8 激光冷卻原子與原子的BEC7.8.1 由“光子服從Bose統(tǒng)計(jì)”到“理想氣體的Bose統(tǒng)計(jì)”7.8.2 簡諧勢阱中的中性原子的BEC7.8.3 排斥相互作用對(duì)BEC的影響7.8.4 吸引相互作用對(duì)BEC的影響7.8.5 中性原子的BEC附錄7A I1、I2、I3、I4的計(jì)算附錄7B 當(dāng)y很小時(shí)ug(y)的極限解參考文獻(xiàn)第8章 光學(xué)參量下轉(zhuǎn)換的動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用8.1 由非簡并光學(xué)參量放大獲得的壓縮態(tài)8.1.1 產(chǎn)生簡并與非簡并參量下轉(zhuǎn)換的參量振蕩器8.1.2 非簡并參下轉(zhuǎn)換系統(tǒng)滿足的Fokker-Planck方程8.1.3 簡并參量下轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的Fokker-Planck方程的求解8.1.4 非簡并參量下轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的量子起伏計(jì)算8.1.5 正P表象8.2 位相不匹配Fokker-Planck方程在QPM中的應(yīng)用8.2.1 位相不匹配情況下的Fokker-Planck方程的解8.2.2 參量下轉(zhuǎn)換的Langevin方程與Fokker-Planck方程解的關(guān)系8.2.3 位相不匹配的Fokker-Planck方程的解應(yīng)用到QPM技術(shù)上8.2.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析8.3 含時(shí)的線性驅(qū)動(dòng)簡并參量放大系統(tǒng)的量子起伏8.3.1 含時(shí)的線性驅(qū)動(dòng)簡并參量放大Fokker-Planck方程8.3.2 含時(shí)的線性驅(qū)動(dòng)Fokker-Planck方程的解8.3.3 含時(shí)的線性驅(qū)動(dòng)簡并參量放大Fokker-Planck方程的解8.3.4 簡并參量放大系統(tǒng)的量子起伏計(jì)算8.3.5 小結(jié)8.4 非線性簡并光學(xué)參量放大系統(tǒng)的量子起伏8.4.1 P表象中非線性簡并參量放大Fokker-Planck方程的通解8.4.2 線性近似解8.4.3 非線性項(xiàng)修正8.4.4 小結(jié)8.5 應(yīng)用非簡并參量放大輸出演示EPR佯謬8.5.1 復(fù)合系統(tǒng)不可分的V1V2判據(jù)8.5.2 非簡并參量放大輸出實(shí)現(xiàn)EPR佯謬的理論分析8.5.3 考慮到泵浦吃空解含時(shí)的Fokker-Planck方程對(duì)V1(V2)的計(jì)算8.5.4 小結(jié)8.6 周期泵浦驅(qū)動(dòng)的DOPA的量子起伏以及NOPA的量子糾纏8.7 應(yīng)用N個(gè)非簡并參量放大輸出演示EPR佯謬8.7.1 單個(gè)簡并參量系統(tǒng)的Fokker-Planck方程的解8.7.2 多粒子糾纏的V判據(jù)8.7.3 三粒子糾纏(N=3)8.7.4 N粒子糾纏(N>3)8.7.5 N粒子糾纏的數(shù)值計(jì)算與討論8.8 復(fù)合系統(tǒng)的密度矩陣分解8.8.1 2×2復(fù)合系統(tǒng)8.8.2 3×3復(fù)合系統(tǒng)8.8.3 小結(jié)8.9 由超短光脈沖產(chǎn)生多光子糾纏態(tài)附錄8A 關(guān)于方程(8.4.4)的證明附錄8B 3×3密度矩陣函數(shù),可分離的密度矩陣及可分離的密度矩陣方塊附錄8C 對(duì)角方塊矩陣D1r的特征值參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：第1章 光與非線性介質(zhì)相互作用的經(jīng)典與量子理論 光波在非線性介質(zhì)中的傳播、通過非線性介質(zhì)的波波相互作用及非線性介質(zhì)極化率計(jì)算，均屬非線性光學(xué)研究的重要內(nèi)容[1～3]。本章首先討論在給定非線性極化率情況下的波波耦合問題，著重討論三波耦合及四波耦合，其中涉及了很多我們所關(guān)心的非線性光學(xué)現(xiàn)象。理論基礎(chǔ)是Maxwell方程，屬經(jīng)典理論，其次討論非線性介質(zhì)的極化率計(jì)算，理論基礎(chǔ)是Maxwell方程與Schrodinger方程，屬半經(jīng)典理論。最后簡要討論粒子表象、場的量子化規(guī)則、原子輻射的線寬與能級(jí)移位等。

編輯推薦

《量子光學(xué)導(dǎo)論(第2版)》可供高等院校物理與激光專業(yè)的本科生和相關(guān)專業(yè)的研究生閱讀，也可供從事基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用的科研人員參考。《量子光學(xué)導(dǎo)論(第2版)》對(duì)第一版進(jìn)行了修訂和充實(shí)。第2、5-8章內(nèi)容均有所增加，但總的結(jié)構(gòu)沒有變。第2章增加了光脈沖自聚的多焦點(diǎn)現(xiàn)象，光束傳輸?shù)腁BCD定理以及光脈沖的“超光速傳輸”。第6章增加的6.4.2節(jié)“不取旋波近似情形二能級(jí)原子的共振熒光譜”是參照了劉仁紅同志的文章寫成的。第7章增加的7.8節(jié)“原子的玻色一愛因斯坦凝聚”是參照閆珂柱教授的論文寫成的。第2、5、8章增加的內(nèi)容，部分參照了趙超櫻、郭奇志等同志的相關(guān)研究。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    量子光學(xué)導(dǎo)論 PDF格式下載

---