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谭维翰 著 / 科学出版社 / 2009-01 / 平装
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量子光学导论
《量子光学导论》从光与物质相互作用的经典与量子特性以及最新的实验与理论的研究成果出发,系统介绍这门新学科(相对于经典光学而言)即量子光学的建立和发展,内容共八章:前三章为光与介质相互作用的经典与量子理论,是全书的预备;4~7章为量子光学的主体,含激光振荡、光的相干性、场的相关函数表示、光的相干态、P表象、光场二阶相关函数、群聚与反群聚、EPR悖论、Bell不等式、光的纠缠态、压缩态,还有共振荧光、激光偏转原子束等;第8章为光学参量下转换的动力学及其应用。
《量子光学导论》可供高等院校物理与激光专业的本科生和相关专业的研究生阅读,也可供从事基础理论研究和应用的科研人员参考。
谭维翰,光学专家。湖南衡山人。1952年毕业于北京大学物理系。后任中国科学院上海光学精密机械研究所研究员。对光学和激光等离子体理论有较深研究,发表论文八十余篇。负责编写了《固体激光导论》一书,系统全面地总结了固体激光理论。近年来一直从事激光与等离子体相互作用的理论和实验研究,发现了许多新的物理现象,在理论上阐述了等离子体细丝中的共振吸收理论、激光的S加热和P加热机制。在量子光学的研究中,从理论上发现了光学孤立波的合并、共振荧光谱凹陷、多原子共振荧光的多峰及环形激光器的分岔和混沌等现象。
第1章光与非线性介质相互作用的经典与量子理论1.1非线性相互作用的经典理论1.1.1电磁波在非线性介质中的传播1.1.2极化率张量的对称性1.2光学中的波波相互作用1.2.1三波耦合1.2.2四波耦合1.3光与非线性介质相互作用的量子理论1.4弱场微扰法解Schr6diIlger‘方程1.5密度矩阵方程及其微扰解法1.5.1密度矩阵方程1.5.2用微扰法解密度矩阵方程1.6波场ψ(r,t)的量子化1.7电磁场的量子化1.7.1电磁场的模式展开1.7.2电磁场的量子化1.7.3光子数态(Fock态)1.8原子辐射的线宽与能级移位1.8.1单原子辐射1.8.2N原子辐射附录1A(1.2.27)式的解析求解参考文献第2章二能级系统的密度矩阵求解2.1二能级原子密度矩阵的矢量模型2.2Bloch方程及其解2.3线性吸收与饱和吸收2.4光学章动与自由感生衰变2.5浸渐近似2.6光脉冲传播的面积定理附录2A(2.6.24)式的推导参考文献第3章原子的缀饰态3.1二能级原子Schr6dinger方程的解3.2原子的缀饰态3.3Cohen-Tannoudji的缀饰原子3.4原子部分缀饰态及其展开参考文献第4章激光振荡理论4.1激光振荡的半经典理论4.1.1没有激活离子(或原子)情形4.1.2线性极化PχE4.1.3一级近似4.1.4气体激光的烧孔效应与Lamb凹陷4.1.5多模振荡4.2激光振荡的全量子理论4.2.1辐射场与电子波场的相互作用4.3热库模型与激光输出的统计分布4.3.1热库模型4.3.2激光场与热库相互作用的Langevin方程4.3.3原子体系与热库相互作用的Langevin方程4.3.4辐射场的密度矩阵方程4.3.5激光输出的统计分布4.4降低激光泵浦的量子噪音4.4.1规则泵浦抽运4.4.2一般泵浦抽运4.5微Maser的量子模式理论4.5.1Maser情形密度矩阵主方程的稳态解4.5.2微腔的量子模理论4.5.3在阈值附近微腔量子模主方程解与分步模式解的偏差4.6单原子与双原子微激光4.6.1双原子与激光场的相互作用方程4.6.2单原子、双原子微激光的稳态输出比较参考文献第5章辐射的相干统计性质5.1平衡辐射的统计热力学5.2光的相干性5.2.1相干条件5.2.2“光子白干涉”与“同态光子干涉”5.3光探测5.3.1理想探测器5.3.2量子跃迁5.4场的相关函数与场的相干性5.5相干态5.6用相干态展开5.6.1相干态的P表示5.6.2在P表象中参量下转换所满足的F-P方程5.7光子的二阶相关函数、群聚与反群聚效应、鬼态干涉与粒子的纠缠态5.7.1光场分布的二阶相关测量5.7.2经典光场与非经典光场5.7.3原子共振荧光场的二阶相关函数分析5.7.4双光子“鬼态干涉”与EPR悖论5.7.5Bell不等式与粒子的纠缠态5.8压缩态光场5.8.1光量子起伏给光学精密测量带来的限制5.8.2正交压缩态5.8.3振幅压缩态5.9非经典光场的探测5.9.1强度差的零拍探测技术5.9.2当探测效率n≠l的零拍探测5.10压缩态光的产生和放大5.10.1简并参量放大(或简并四波混频)产生压缩态光的原理与实验结果5.10.2简并参量放大与简并四波混频满足的Langevin方程与Fokker-P1anck方程5.10.3简并参量放大的Fokker-Planck方程的解附录5ABoson算子代数附录5B最小测不准态参考文献第6章原子的共振荧光与吸收6.1二能级原子与单色光强相互作用的实验研究6.1.1二能级原子在强光作用下的共振荧光6.1.2在强场作用下的原子吸收线型’6.1.3二能级原子吸收谱的功率增宽与饱和6.2二能级原子的共振荧光理论6.2.1二能级原子与辐射场相互作用方程及其解6.2.2二能级原子的共振荧光计算6.3含原子腔的QED6.3.1自发辐射的增强与抑制6.3.2单模场与二能级原子相互作用的J-C模型6.3.3有阻尼情况下单模场与二能级原子相互作用的解析解6.3.4关于新经典理论的实验检验6.4含二能级原子腔的透过率谱6.4.1共振腔中原子的极化率计算6.4.2含二能级原子腔的透过率谱参考文献第7章激光偏转原子束7.1激光偏转原子束7.1.1早期的激光偏转原子束方案7.1.2激光作用于原子上的力7.1.3原子在速度空间的扩散7.2激光冷却原子与光学粘胶7.3激光偏振梯度冷却原子7.4光学粘胶温度测量7.5电磁衰波场对原子的作用力与原子镜7.6原子镜面对原子量子态选择反射实验7.7二能级原子在激光衰波场中反射的准确解7.7.1二能级原子在激光衰波场中满足的Schr6dinger。方程及其解7.7.2二能级原子波函数的边值条件及反射率计算。7.7.3数值计算与讨论7.8中性原子的玻色一爱因斯坦凝聚附录7AI1,I2,I3,I4的计算附录7B当y很小时“Va(Y)的极限解参考文献第8章光学参量下转换的动力学及其应用8.1由非简并光学参量放大获得的压缩态8.1.1产生简并与非简并参量下转换的参量振荡器8.1.2非简并参量下转换系统满足的:Fokker-Planck方程8.1.3简并参量下转换系统的Fokker-Planck方程的求解8.1.4非简并参量下转换系统的量子起伏计算8.1.5正P表象8.2相位不匹配FOkker-Planck方程在QMP中的应用8.2.1相位不匹配情况下的Fokker-Planck方程的解8.2.2参量下转换的Langevin方程与F-P解中B,B方程的关系8.2.3相位不匹配的Fokker-Planck方程的解应用到QPM技术上8.2.4数值计算结果与分析8.3含时的线性驱动简并参量放大系统的量子起伏8.3.1含时的线性驱动简并参量放大Fokker-Planck方程8.3.2含时的线性驱动Fbkker-Planck方程的解8.3.3含时的线性驱动简并参量放大Fokker-Planck方程的解8.3.4简并参量放大系统的量子起伏计算8.3.5本节小结8.4非线性简并光学参量放大系统的量子起伏8.4.1P表象中非线性简并参量放大Fokker-Planck方程的通解8.4.2线性近似解8.4.3非线性项修正8.4.4本节小结8.5应用非简并参量放大输出演示EPR佯谬8.5.1复合系统不可分的V1V2判据8.5.2非简并参量放大输出实现EPR佯谬的理论分析8.5.3考虑到泵浦吃空解含时的F-P方程对V1(V2)的计算8.5.4小结附录8A关于方程(8.4.4)的证明参考文献
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开播时间:09月02日 10:30