量子光学考试综述

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1、1.相干态的定义：平移算符相干态的特性：光子数分布：泊松分布非正交、超完备最小不确定乘积态介于经典态和非经典态之间的一种态2.相干态的，光子数分布为随机分布（泊松分布），通常，的光场量子态称为光子群聚态，意味着光子倾向于成对到达探测器；的光场量子态称为光子反群聚态，意味着光子倾向于以均匀的时间间隔到达探测器。因此，热光场态是一种光子群聚态，而光子数态是一种光子反群聚态。光子反群聚效应是一种所谓的非经典效应，从而间接证明了光子数态为非经典态，热光场态为经典态，而相干态是一种介于经典态和非经典态的状态。3电磁场量子态的准概率分布函数（有；P—函数、Q—函数、Wigner函数）：电磁场

2、量子态在相空间的表示下面定义三种特征函数：其中是复参数，以上分别叫做正规排列特征函数、反正规排列特征函数和Wigner特征函数。三种准概率分布函数与三种特征函数之间的对应关系为：具有非负性和非奇异性，因此具有与经典统计力学中的概率分布函数完全相同的性质，可以看作真正意义上的概率分布函数。但是随量子态的变化不够灵敏，因此它有时不能很好地区分不同的量子态。对有些量子态，可以取负值或具有奇异性，因此它是一种准概率分布函数。但有些量子态（例如光子数态）的往往过于奇异，以至于不符合通常意义上函数的定义。对有些量子态，可以取负值，因此它也是一种准概率分布函数。相比之下，对常见的量子态，是非奇

3、异的，且它随量子态的变化比灵敏，因此可以很好地区分不同的量子态。还具有其它一些优点，因此它是一类重要的准概率分布函数。4.半经典理论中在光场的作用下原子的布居数差呈现标准的余弦振荡，而全量子理论中原子的布居数出现崩塌与再现。当入射光场为真空态时，全量子理论与半经典理论的主要区别在于：半经典理论中如果没有光场作用，处于上能态的原子将不会向下能态跃迁；而全量子理论给出的结果是由于自发辐射即使没有光场作用的情况下处于上能态的原子也会向下能态跃迁。5.压缩态的种类很多：正交压缩态、振幅压缩态、强度差压缩态等，不同的压缩，我们需要用不同的方法来探测。正交压缩态：在不违背不确定关系的情况下，

4、零拍探测、平衡零拍探测振幅压缩态（光子数压缩态）：光子数起伏小于平均光子数自平衡零拍探测强度差压缩态（光子数差压缩态）：光子数差的起伏小于平均光子数之和画出实验装置即可6.在压缩态的概念提出之前，人们认为是量子涨落可能达到的最小值，并称其为量子涨落极限。后来人们提出这样的问题：是否存在这样的量子态，在不违背不确定关系的情况下，使得？研究表明，这样的量子态是存在的，这种量子态称为压缩态。7.CPT、EIT的产生条件以及两种效应的物理现象。CPT旋波近似下，三能级原子系统与双光场相互作用下的哈密顿量为原子态表象下体系的波函数为：初始条件：原子制备在两下能态的叠加态下当时这时原子被俘获

5、在两个较低的能态上。EIT由schroding方程得出的主方程为：做零阶近似条件：耦合场功率远远大于探针场功率。有最终是要求解出原子对探针场的吸收和色散(极化率的虚部和实部，极化率正比于该密度矩阵元)，由于强耦合场的作用，当探针场作用在与原子跃迁频率共振的地方出现吸收减弱（也叫透明）。原子共振处的色散曲线表现为正常色散。8.有关光场的量子化主要看量子化步骤，推导不用写，只要求写出辐射场量子化后的最终形式（注意单模形式还是多模形式）。参考scully书一开始单模量子化的行波场表达式为：