与经典Fresnel变换对应的量子光学中的若干新幺正算符

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dishunzhaopin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
经典光学(Fourier光学)的一个重要组成部分是Fresnel衍射(Fresnel变换)   及关于衍射的Collins公式。我国学者范洪义等人首先用相干态表象研究了Fresnel衍射的量子对应,利用有序算符内的积分(IWOP)技术他们建立了一个量子力学Fresnel算符,以实现量子光学中的Fresnel变换,它与经典Collins公式相对应。自量子的Fresnel变换提出以来,它被广泛的应用于讨论经典光学与量子光学之间的关系,及与其他光学变换的关系。本文将用量子光学的观点重新审视若干经典光学变换,我们采用的是压缩相干态表象和相干纠缠态表象,提出与经典Fresnel变换对应的新的量子光学中的若干幺正算符,如单模和双模广义Fresnel算符,Fresnel-Hadamard互补算符,并给出其物理意义。这些新幺正算符的经典对应给经典光学提供了新变换的可能性。我们这篇论文研究的出发点是基于如下的考虑:范洪义等人给出的Fresnel算符是通过相干态在相空间的一个代表点z = (x+ip)/(√2)运动到另一点sz-rz*而导出的,这里ss*-rr* = 1。根据相空间的直观分析,一个相干态对应于图形上面积为(h)/2的小圆。量子Fresnel变换表明相空间的一个小圆移动到另一个小圆。Ss*-rr* = 1保证了该变换是辛变换,同时也是刘维定理(相体积不变)的一个佐证。而我们是从压缩相干态在相空间的代表点(一个椭圆)的运动及用IWOP技术来提出广义Fresnel算符的。鉴于量子纠缠的理论也渗透到量子光学中,我们又基于相干纠缠态表象,提出了一个Fresnel-Hadamard互补算符,它对一个光分束器的两个输出光场(a1+a2)/(√2)和(a1-a2)/(√2)分别起到了Hadamard变换和Fresnel变换的作用(该光分束器的两个输入光场光场分别为a1与a2)。   我们的论文具体安排如下:   第一章,首先介绍本文工作的研究背景,然后介绍经典Fourier光学中的Fresnel衍射公式,以及在经典框架内介绍了衍射的Collins公式的推导过程。   第二章,为了建立起从经典到量子之间的”桥梁”,我们介绍了一些背景知识。首先介绍了一些常用的基本表象如坐标、动量、粒子数、及相干态等表象。然后介绍了真正起到上述”桥梁”作用的有序算符内的积分(IWOP)技术的提出背景和内涵。   第三章,我们介绍了从量子光学的相干态表象及用IWOP技术提出的与Fresnel变换对应的量子算符,称之为Fresnel算符。从相空间的直观分析,Fresnel算符对应于相干态在相空间的代表点(一个为面积(h)/2的圆)的运动变换。那么当我们考虑一个压缩相干态(在相空间代表一个椭圆)的运动,相应的量子力学变换是什么呢?   第四章,我们从量子光学的相干压缩态表象及用IWOP技术提出了与Fresnel变换对应的量子算符,称之为广义Fresnel算符。从相空间的直观分析,广义Fresnel算符对应于压缩相干态在相空间的代表点(一个椭圆)的运动(而相干态的代表点是一个圆,其运动对应Fresnel算符)。   第五章,我们基于双模相干压缩态表象介绍了与双模Fresnel算符对应的双模广义Fresnel算符。   第六章,基于相干纠缠态表象,我们发现了一个Fresnel-Hadamard互补算符,它对双模光场a1与a2经过一个光分束器的输出光场(a1+a2)/(√2)和(a1-a2)/(√2)分别起到了Hadamard变换和Fresnel变换的作用。以上讨论表明,从量子光学的新表象和有序算符内的积分(IWOP)技术,我们可以找到新的光学变换。   最后,我们给出一些总结和展望。
其他文献
本文通过对荣华二采区10
学位
本文在圆盘型量子点中电子一声子强耦合模型的基础上,采用求解能量本征方程、幺正变换和元激发理论相结合的方法,研究了盘型量子点中能态变化的规律及温度对量子盘中极化子性质
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
花山岩画,广西壮族先民在左江沿岸留下的文化瑰宝,其独特的艺术魅力吸引了无数的中外学者为之驻足,笔者于17年10月对花山岩画进行了实地调研,感触颇深,本文试从绘画迹象论的
后印象派大师文森特·梵高(Vincentvan Gogh,1853-1890)在他短短10年的艺术生涯中留下了2000多幅的绘画作品,直接影响了野兽派和表现主义两大艺术流派。其作品的艺术价值不可
本文通过对荣华二采区10
目前,尽管有关电弱作用的标准模型理论已经在研究粒子反应的许多方面取得了很大成功。但是我们仍然,在超出标准模型之外一定存在未被发现的能够揭示自然本质的新物理的存在。本
本文通过对荣华二采区10
本文通过对荣华二采区10