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本文利用解析的方法从理论上探讨了压缩光场的特性、压缩态与纠缠态的关系以及光纤孤子的量子特性。主要内容分以下几个方面:1.双光子相干态可以看成是由压缩算符作用于相干态得到的。
本文通过对比理想压缩态和双光子相干态的光子数平均值,发现双光子相干态具有非常特殊的性质。其光子数平均值不仅与压缩参量和平移参量的模有关,还与它们相应的幅角有关,所以只要测量光子数平均值随相干光相位的变化就能获得光场的压缩信息,而不必借助零差探测器;另外,相干光的相位直接影响压缩过程中光场与外界的能量交换,这说明相位在光场压缩过程中起着重要作用。
本文在理论上论证了连续变量的EPR纠缠对可以通过利用普通分束器分离一束单模压缩光或光孤子压缩态而得到。据所知这是制备纠缠态的最简方案。根据推导出的具体公式分析了两种非经典光场—压缩态和纠缠态之间的关系以及压缩程度对形成纠缠态的影响。研究表明在光纤传输中,在某些具有周期性的特殊时刻,光孤子波函数可写成若干个(三个以上)相位彼此关联的孤子相干态的叠加,即光孤子呈现类薛定谔猫态。