量子光学导论

本书对量子光学领域包括光的量子本质以及光与物质的相互作用作了初步介绍。 XZ1oV?Z4  
本书内容几乎完全与量子化的电磁场相关。涵盖的主题包括空腔中单模场量子化、多模场量子化、量子相位、相干态、相空间赝几率分布、原子与场的相互作用、J-C模型、量子相干理论、分束器和干涉仪、非经典场压缩态、纠缠光子局域实在论（涉及下转换、腔量子电动力学的实验实现、囚禁离子、退相干及其应用、量子信息处理和量子密码术）的检验。本书提供了大量课后习题以及综述文献目录。 ;wF 0s  
本书专为那些已经学过量子力学的高年级本科生以及低年级研究生开设量子光学课程而设计。 ImZ!8#  
8e{S(FZ7Ed  
目录 AQR/nWwx  
第 1章引言 .1 s4uYp  
1.1本书的范围和目标 .1  p;k7\7  
1.2历史 .1 XA4miQn&  
1.3本书内容 5
:i8B'|DN5  
参考文献 6 LRa^x44  
更多阅读的建议 6 cQOc^
W  
第 2章场量子化 .8 ,rZp(moj  
2.1单模场的量子化 8 2zQ62t}  
2.2单模场的量子涨落 . 13 ?r"QJa>  
2.3单模场的正交算符 . 14 R-\a3q  
2.4多模场 . 15 :,]*~
Nl  
2.5热平衡场 21 [8OQ5}do/  
2.6真空涨落和零点能 . 25 t7].33%\  
2.7量子相位 29  WPnw  
习题 34 $-Wn|w+h<a  
参考文献 36 |2'u@<(Z/  
参考书目 36 |'?./  
第 3章相干态 37  h|Z%b_a  
3.1湮灭算符的本征态和最小不确定态 . 37 b IZuZF>*  
3.2位移真空态 . 41 :<w2j6V  
3.3波包和时间演化 43 LFHzd@Y7
"  
3.4相干态的产生 . 44 a"6AZT"8  
3.5相干态的更多性质 . 45 zJ9[),;7B  
3.6相干态的相空间图像 . 48 kafRuO~$  
量子光学导论 sCi"qtHP  
3.7密度算符和相空间几率分布 . 50 g4"0:^/  
3.8特征函数 55 t!S ja  
习题 60 hnf7Q l}  
参考文献 61 Cvk n2T  
参考书目 62 =iZj&B X  
第 4章原子辐射的发射和吸收 . 63 hynX5,p;.  
4.1原子-场相互作用 . 63 -hjGPu  
4.2原子与经典场的相互作用 . 65 +dB/SC-^U  
4.3原子与量子场的相互作用 . 69 93+p~?  
4.4拉比模型 73 [->uDbtzL  
4.5全量子模型与 J-C模型 76 Frxim  
4.6缀饰态 . 83 ESQgN+llj  
4.7密度算符方法：在热态上的应用 . 86 Ta0Ln  
4.8大失谐下的 J-C模型：色散相互作用 89 RXZ}aX[h  
4.9 J-C模型的推广 91 XX])B%*  
4.10 J-C模型的施密特分解和冯 ·诺伊曼熵 . 91 nGvWlx  
习题 93 &Fxw19[G  
参考文献 95 iR`c/  
参考书目 96 6gSo>F4=  
第 5章量子相干函数 97 h4\j=Np  
5.1经典相干函数 . 97 bF#1'W&  
5.2量子相干函数 . 101 ?jDdF  
5.3杨氏干涉 104 Q8^fgI|  
5.4高阶相干函数 . 106 Q,1TD2)h  
习题 111 /'S@iq  
参考文献 112 F_ Cp,  
参考书目 112 e?"XMY  
第 6章分束器与干涉仪 . 113 AlQE;4yX  
6.1单光子实验 . 113 !VF.=\iH/  
6.2分束器的量子力学描述 114 acXB vs  
目录 VII lN<,<'&^.  
6.3单光子干涉仪 . 120 w N-np3k  
6.4无相互作用测量 121 .gPXW=r  
6.5相干光的干涉测量 . 123 Ul41RNy)  
习题 124 Gxj3/&]^Y  
参考文献 125 +}u{{  
参考书目 125 0!^vQ  
第 7章非经典光 . 127 +
/L "A  
7.1正交压缩 127 qg(rG5kD@  
7.2正交压缩光的产生 . 141 svBT~P0x  
7.3正交压缩光的探测 . 142 D8b~-#  
7.4振幅（或光子布居数）压缩态 . 143 ^3qo%=i  
7.5光子反聚束 . 145 :=I@<@82W  
7.6薛定谔猫态 . 147 ]nEZQ+F  
7.7双模压缩真空态 154 ~BSE8M+r  
7.8高阶压缩 160 o,#[Se*n  
7.9宽带压缩光 . 161 RH+'"f  
习题 162 kCq]#e~wq  
参考文献 164 \8I>^4t'/  
参考书目 165 _B5t)7I  
第 8章耗散相互作用和退相干 . 167 e>:bV7h j~  
8.1导引 . 167 $h({x~Oj
9  
8.2单系统实现或系综实现 168 w# t[sI"IT  
8.3单个量子系统的实现 . 170 -]uN16\ F  
8.4三能级原子的亚稳态和传输动力学 . 173 c]y"5;V8  
8.5退相干 . 175 /Ww_
fY  
8.6从退相干中生成相干态：光平衡 . 178 7H1 ii   
8.7总结 . 178 }Z|uLXaz  
习题 178 |CC(`<\R  
参考文献 179 | Q Y_ci  
参考书目 180 1lxsj{>U  
第 9章量子力学的光学验证 181 3E!#?N|v  
9.1光子源：自发参量下转换 . 182 .Q,IOCHk  
VIII 量子光学导论 HlkG^:)  
9.2 HOM干涉仪 185 rt7Ma2tK  
9.3量子擦除器 . 187 `o9vE0^T<  
9.4诱导的量子相干 189 4)o_gm~6c4  
9.5光子的超光速隧穿 . 191 z)Y<@2V*C  
9.6局域实在论和贝尔理论的光学验证 . 192 =Z
sM[wd  
9.7弗朗松实验 . 197 yMQuM:d  
9.8下转换光在无绝对标准度量学方面的应用 . 199 sGf\!w  
习题 200
k \|[=  
参考文献 201 [w%MECTe  
参考书目 202 GP%8
3T  
第 10章腔量子电动力学以及离子阱的实验 203 e$k]z HlQ  
10.1 里德伯原子 . 203 _.xT :b36  
10.2 与腔场进行相互作用的里德伯原子 205 I[~EQ{Iz  
10.3 J-C模型在实验中的实现 . 209 iK*2 Z$`lw  
10.4 在腔 QED中制备纠缠原子对 . 212 RP2MtP"M  
10.5 用大失谐条件下的原子-场相互作用实现薛定谔猫态以及从量子到经典的退相干 213 ?G5JAG`  
10.6 光子数的量子非破坏测量 . 217 "d a%@Zy  
10.7 J-C型相互作用在囚禁离子运动中的实现 217 [TZlvX(E  
10.8结束语 220 cT8`l!RD<  
习题 221 _)J;PbK~  
参考文献 221 _]"5]c&*3  
参考书目 223 wAr (5nEbx  
第 11章量子纠缠的应用 ——海森伯极限下的量子干涉和量子信息处理. 224 dbkkx1{>Y  
11.1 量子纠缠优势 225 FuOP+r!H  
11.2 纠缠和干涉测量 226 @j
%r6N  
11.3 量子隐形传态 228 cxTP4\T\E  
11.4 密码术 230 HevS}L  
11.5 私钥密码系统 230 s!\uR.
  
11.6 公钥密码系统 232 /t-m/&>  
11.7 量子随机数产生器 . 233 M DnT  
11.8 量子密码术 . 234 #clPao?r  
目录 IX zN(fZT}K5  
11.8.1量子密钥分发 234 1cE3uA7  
11.8.2 BB84协议 234 w][1C\8m  
11.8.3 B92协议 237 |b
QX9|L  
11.8.4埃克特协议 . 238 ta>:iQa  
11.9量子通信的前景 239 a!,q\p8<t0  
11.10量子计算逻辑门 . 239 d}K"dr:W5  
11.11一些量子门的光学实现 . 243 ~jab/cR  
11.12退相干和量子纠错 . 247 <RmI)g>'_^  
习题 247 `~Eo;'(+^  
参考文献 248 *p;Fwj]  
参考书目 250 5oQy $Y  
附录 A密度算符、纠缠态、施密特分解和冯·诺伊曼熵 . 251 c9\jELO  
A.1密度算符 . 251 J4qFU^  
A.2两态系统和布洛赫球 . 254 :)v4:&do  
A.3纠缠态 . 255 r;`6ML[5Vx  
A.4施密特分解 256 ]X,C9  
A.5冯·诺伊曼熵 258 #vi `2F  
A.6密度算符的动力学 259 Zx(VwB2   
参考文献 259 0>Y3>vwSl  
重要文献 259 LL5n{#)N  
附录 B果壳里的量子测量理论 . 261 8(UUc>g  
参考文献 263 7:U^Ki  
附录 C推导大失谐（远离共振）相互作用下的有效哈密顿量 . 264 JcEPwF.  
参考文献 266 |3f?1:"Z  
附录 D非线性光学和自发参量下转换 . 267 ?Kw~O"L8  
参考文献 268 etdI:N*x  
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