光場(chǎng)的高階場(chǎng)量及其漲落的測(cè)量.pdf

1、量子測(cè)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(guò)程中，量子測(cè)量問(wèn)題在理論和實(shí)驗(yàn)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(cè)量(即非破壞性測(cè)量)。由于完備性測(cè)量需要進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)的重組，測(cè)量過(guò)程較復(fù)雜，容易受到系統(tǒng)消相干機(jī)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(cè)量(也稱作破壞性測(cè)量或瞬時(shí)測(cè)量)，這種測(cè)量不需要對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行重組，測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)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(cè)量光場(chǎng)高階場(chǎng)量的方法，對(duì)不可直接接觸的場(chǎng)，通過(guò)兩能級(jí)探測(cè)器與光場(chǎng)相互作用后測(cè)量探測(cè)器的可觀測(cè)值，然后通過(guò)積分變換推導(dǎo)出高階場(chǎng)量與所測(cè)量的探測(cè)器可觀測(cè)值之間的關(guān)系，即可以獲得高階場(chǎng)量的期望值。 在第三章研究了光場(chǎng)的k階振幅壓縮的測(cè)量。引入了光場(chǎng)k階振幅表達(dá)式，介紹了光場(chǎng)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(chǎng)量〈F(k)〉的測(cè)量，給出了這些高階場(chǎng)量的直接計(jì)算結(jié)果。 在第四章研究了光場(chǎng)的k階光子數(shù)及其漲落的測(cè)量。引入了光場(chǎng)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(chǎng)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(dá)形式。討論了高階場(chǎng)量(a+)kak(k=1，2，…，n)的期望值〈(a+)kak〉的測(cè)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(jì)算結(jié)果。 在第五章研究了光場(chǎng)高階關(guān)聯(lián)函數(shù)的測(cè)量。介紹了光場(chǎng)的高階關(guān)聯(lián)函數(shù)的定義形式，闡述了研究光場(chǎng)的高階關(guān)聯(lián)函數(shù)對(duì)了解輻射光場(chǎng)的量子統(tǒng)計(jì)特性的作用和意義，給出了單模量子場(chǎng)中零時(shí)延n階歸一化關(guān)聯(lián)函數(shù)的表達(dá)形式，并重點(diǎn)討論了單模量子場(chǎng)中零時(shí)延n階歸一化關(guān)聯(lián)函數(shù)的測(cè)量。發(fā)現(xiàn)測(cè)量高階場(chǎng)量主要通過(guò)原子(探測(cè)器)與光場(chǎng)的多光子JC型共振相互作用實(shí)現(xiàn)，測(cè)量不同的高階場(chǎng)量，相互作用過(guò)程中躍遷