目錄
前言
第1章 量子光學(xué)發(fā)展歷史簡介 1
思考題 5
參考文獻(xiàn) 5
第2章 量子光學(xué)基本原理與方法 7
2.1 量子力學(xué)基本原理 7
2.2 分離變量與連續(xù)變量表象 9
2.2.1 分離變量表象 9
2.2.2 連續(xù)變量表象 10
2.3 光與原子相互作用基本理論 21
2.3.1 半經(jīng)典理論 22
2.3.2 J-C模型 23
2.4 幾種基本量子態(tài) 27
2.4.1 福克態(tài) 27
2.4.2 相干態(tài) 28
2.4.3 壓縮態(tài) 30
2.4.4 薛定諤貓態(tài) 34
2.4.5 熱態(tài) 36
2.5 量子測量理論 38
2.5.1 正算子值測量理論 38
2.5.2 分束器模型 38
2.5.3 光場正交分量的平衡零拍測量 39
思考題 40
參考文獻(xiàn) 40
第3章 量子光學(xué)中的測量方法 41
3.1 光子計(jì)數(shù)測量 41
3.1.1 單光子探測器的類型 41
3.1.2 ON-OFF單光子探測 46
3.1.3 光子數(shù)可分辨探測 50
3.1.4 直接型PNR探測 57
3.2 正交分量測量：零拍探測、差拍探測 58
3.2.1 零拍探測 58
3.2.2 零拍探測器的性能 64
3.2.3 差拍探測 67
3.3 量子層析 68
3.3.1 逆拉東變換 69
3.3.2 最大似然估計(jì)法 73
3.4 光子量子態(tài)的測量：保真度 76
思考題 77
參考文獻(xiàn) 77
第4章 量子光源的制備 80
4.1 分離變量量子光源 80
4.1.1 單光子態(tài)的制備 80
4.1.2 光子糾纏態(tài)的制備 91
4.1.3 單光子與真空態(tài)相干疊加態(tài)的制備 92
4.2 連續(xù)變量量子光源 93
4.2.1 相干態(tài)光場的產(chǎn)生 93
4.2.2 壓縮態(tài)光場的制備 94
4.2.3 雙模壓縮態(tài)光場的制備 107
4.2.4 偏振壓縮態(tài)光場的制備 110
4.2.5 空間高階橫模壓縮光源 113
4.3 薛定諤貓態(tài)和混合糾纏態(tài)光場 126
4.3.1 薛定諤貓態(tài)的制備 126
4.3.2 微觀-宏觀糾纏態(tài)的制備 128
4.3.3 宏觀-宏觀糾纏態(tài)的制備 129
思考題 130
參考文獻(xiàn) 130
第5章 量子光源的應(yīng)用 135
5.1 量子精密測量 135
5.1.1 量子計(jì)量基本原理 136
5.1.2 壓縮態(tài)量子增強(qiáng)的相位測量 139
5.1.3 光束的橫向位移和傾斜測量 143
5.1.4 旋轉(zhuǎn)角測量 146
5.1.5 頻率梳壓縮態(tài)與時(shí)鐘同步 151
5.2 量子計(jì)算 153
5.2.1 量子比特和量子模式 153
5.2.2 連續(xù)變量量子計(jì)算基本原理 154
5.2.3 量子態(tài)在量子計(jì)算中的應(yīng)用 159
5.3 量子通信 164
5.3.1 量子離物傳態(tài) 164
5.3.2 量子密碼 174
思考題 182
參考文獻(xiàn) 182
第6章 光與熱原子系綜相互作用 188
6.1 熱原子系綜的一般特點(diǎn) 188
6.1.1 熱原子體系速率分布 188
6.1.2 飽和蒸氣壓 190
6.2 原子運(yùn)動對譜線寬度的影響 193
6.2.1 多普勒效應(yīng) 193
6.2.2 多譜勒加寬 193
6.3 燒孔效應(yīng) 194
6.3.1 燒孔效應(yīng)理論分析 194
6.3.2 飽和吸收光譜與燒孔效應(yīng) 196
6.4 電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng) 198
6.4.1 電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)相關(guān)理論 199
6.4.2 電磁誘導(dǎo)透明實(shí)驗(yàn) 200
6.5 四波混頻 203
6.5.1 四波混頻過程 204
6.5.2 相位匹配 204
6.5.3 色散補(bǔ)償 205
6.5.4 增益過程 205
6.5.5 增益過程的實(shí)驗(yàn)觀察 206
6.6 四波混頻過程產(chǎn)生明亮壓縮光 209
6.6.1 雙模壓縮態(tài)光場的相關(guān)理論 209
6.6.2 強(qiáng)度差壓縮光的探測 210
6.7 基于熱原子系綜的光存儲與延遲 213
6.7.1 基于熱原子系綜電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)的光存儲 215
6.7.2 四波混頻光延遲 221
思考題 224
參考文獻(xiàn) 224
第7章 中性原子的激光冷卻與俘獲 227
7.1 光與原子相互作用基本模型 227
7.1.1 光的散射力和偶極力 227
7.1.2 激光減速技術(shù) 230
7.1.3 多普勒冷卻極限 232
7.2 磁光阱 233
7.3 光學(xué)偶極力阱 235
7.3.1 光學(xué)偶極力阱的經(jīng)典模型 235
7.3.2 光學(xué)偶極力阱的量子模型 237
7.3.3 光學(xué)偶極力阱的多能級模型 240
7.3.4 微尺度光學(xué)阱 245
7.4 單原子的激光冷卻和俘獲 247
7.4.1 單原子磁光阱俘獲 247
7.4.2 單原子光學(xué)阱俘獲 252
7.4.3 單原子反饋控制裝載 255
7.5 單原子光學(xué)阱陣列 258
7.6 單原子內(nèi)態(tài)相干操控 261
7.6.1 單原子內(nèi)態(tài)操控技術(shù) 262
7.6.2 單原子內(nèi)態(tài)相干性調(diào)控 265
7.6.3 可控單原子平臺及應(yīng)用 268
思考題 270
參考文獻(xiàn) 271
第8章 腔量子電動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn) 274
8.1 腔量子電動力學(xué)簡要介紹 274
8.2 腔量子電動力學(xué)的基本理論 276
8.2.1 耦合強(qiáng)度 276
8.2.2 單原子CQED系統(tǒng)的透射譜 277
8.3 單原子-光學(xué)腔強(qiáng)耦合的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn) 279
8.3.1 強(qiáng)耦合CQED實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)展 279
8.3.2 單原子-光學(xué)腔強(qiáng)耦合實(shí)驗(yàn)裝置 280
8.3.3 腔內(nèi)單原子操控 287
8.3.4 單原子與微光學(xué)腔的強(qiáng)耦合 289
8.3.5 單原子與微光學(xué)腔強(qiáng)耦合中的若干量子效應(yīng) 297
8.4 多原子與光學(xué)腔的相互作用 299
8.4.1 多原子和光學(xué)腔相互作用的基本理論 299
8.4.2 雙原子與光學(xué)腔強(qiáng)耦合中的若干量子效應(yīng) 301
8.4.3 多原子與光學(xué)腔耦合系統(tǒng)的若干量子效應(yīng) 302
8.4.4 確定性多原子與腔場強(qiáng)耦合的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn). 304
8.5 小結(jié) 306
參考文獻(xiàn) 307