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量子光学主要研究量子态的非经典特性以及光与粒子相互作用的量子现象。近些年随着量子信息与量子计算研究的兴起,量子纠缠也成为了量子光学中的一个重要的研究领域。本文主要以量子光学中的非经典特性和量子纠缠作为研究对象,重点研究量子态的压缩特性以及压缩与纠缠之间的关系。
本论文的工作主要包括:(1)从电磁场量子化的角度引出量子光学中所研究的非经典特性——反聚束效应、亚泊松分布、压缩效应等,在此基础上研究分析了在制备奇偶相干态过程中压缩效应的渐近特性;(2)以量子纠缠和压缩理论为基础研究了在两个纠缠原子之一与相干态光场相互作用过程中另一原子的偶极压缩与纠缠参量之间的关系。
本论文的主要成果包括:(1)研究了在制备奇偶相干态过程中量子态的正交分量压缩效应的渐近特性。在导出所制备的量子态的两正交分量的涨落的基础上进行数值模拟,并指出压缩区域的变化特征;(2)研究了在两个纠缠原子之一与相干态光场相互作用过程中纠缠对另一原子的偶极压缩的影响。通过建立两纠缠原子之一与相干态光场相互作用的模型,利用相互作用表象下两纠缠原子和相干光场组成的系统的薛定谔方程进行精确求解。根据在选择测量后新系统的波函数导出新系统的密度矩阵元,进而研究纠缠参量对原子的偶极压缩产生的影响。通过数值模拟给出原子的压缩随纠缠参数的变化关系,并指出最大纠缠态并不总与最大的压缩相对应。