非对称多模泛函叠加态光场的等幂高次Y压缩--广义电场分量的等幂高次Y压缩效应

目的 研究非对称三态叠加多模复共轭泛函叠加态光场的广义电场分量(即第二正交相位分量)的等幂次高次Y压缩特性，为量子光通信等的实验研究提供理论依据。方法 利用量子力学中的态叠加原理构造了非对称三态叠加多模复共轭泛函叠加态光场；利用多模压缩态理论研究其广义电场分量的等幂次Y压缩特性。结果 按照多模辐射光场的广义非线性等幂次N次方Y压缩的定义，经过计算得到了在3种情况下非对称三态叠加多模复共轭泛函叠加态光场的广义电场分量存在任意奇数次和任意偶数次的广义非线性等幂次高次Y压缩效应的压缩条件和压缩结果。结论 ①在一定的条件下，所构造的非对称三态叠加多模复共轭泛函叠加态光场的广义电场分量可呈现出周期性变化的等幂次高次Y压缩效应；②光场经典强度和经典振幅的任意非对称空间分布特征和光场经典初始相位的任意空间分布特征等对上述光场的等幂次高次Y压缩效应的压缩程度和压缩深度将产生直接的影响。     

三态叠加多模Schroedinger-cat态纠光场的不等幂次高次差压缩缠

引入了由多模复共轭相干态、多模复共轭虚相干态和多模真空态的线性叠加所组成的三态叠加多模Schroedinger-cat态纠缠光场，利用多模压缩态理论研究了这种光场的广义非线性不等幂次高次差压缩特性。结果发现：①真空场对此猫态光场的不等幂次高次差压缩效应没有影响；②在一定条件下，此猫态光场的两个正交相位分量可分别呈现出不等幂次高次差压缩效应；而在另外的条件下，此猫态光场的两个正交相位分量则可同时出现上述的不等幂次高次差压缩效应。     

多模泛函叠加态光场的广义电场分量等幂次H压缩特性

构造了由多模复共轭泛函相干态|{f(a) j(x,y,z)}〉q,|{f(b) j(x,y,z)}〉q和多模真空态|{0j}〉q线性叠加组成的三态叠加多模叠加态光场|ψ(3)f〉q.利用多模压缩态理论,研究了态|ψ(3)f〉q中广电场分量(即第二正交相位分量)的等幂次高次H压缩特性.结果表明,在一定条件下,态|ψ(3)f〉q的广义电场分量可呈现出周期性变化的等幂次高次H压缩效应;光场经典强度和经典振幅的任意非对称空间分布特征和光场经典初始相位的任意空间分布特征等对上述等幂次高次H压缩效应的压缩程度和压缩深度将产生直接影响.     

三态叠加多模Schrdinger-cat态纠缠光场的不等幂次高次差压缩

引入了由多模复共轭相干态、多模复共轭虚相干态和多模真空态的线性叠加所组成的三态叠加多模Schr dinger-cat态纠缠光场,利用多模压缩态理论研究了这种光场的广义非线性不等幂次高次差压缩特性。结果发现:①真空场对此猫态光场的不等幂次高次差压缩效应没有影响;②在一定条件下,此猫态光场的两个正交相位分量可分别呈现出不等幂次高次差压缩效应;而在另外的条件下,此猫态光场的两个正交相位分量则可同时出现上述的不等幂次高次差压缩效应。     

光场|Ψ_1~((5))>_q中广义电场的高次和压缩效应

根据量子力学中态的线性叠加原理,构造了由多模真空态、多模复共轭相干态、多模复共轭虚相干态以及后两者的相反态的线性叠加所组成的五态叠加多模薛定谔猫态光场|Ψ1(5)q。利用多模压缩态理论,对上述光场|Ψ1(5)q中广义电场分量的等幂次高次和压缩特性进行了详细研究。结果发现:在一定的条件下,光场|Ψ1(5)q的广义电场分量总可呈现出周期性变化的、4m+2次的广义非线性等幂次高次和压缩效应。     

新型量子光场态|ψ(3)＞q中广义磁场的偶次Y压缩

利用新近建立的多模压缩态理论,研究了由多模复共轭虚相干态、多模复共轭虚相干态的相以态和多模复共轭相干态的线性叠加组成的一种新型的三态叠加多模叠加态光场|Ψ(3)〉q中广义磁场分量的等幂次N次方Y压缩特性.结果发现,在一定条件下,态|Ψ(3)〉q的广义磁场分量可呈现出周期性变化的、偶数次的广义非线性等幂次N次方Y压缩效应.     

非对称三态叠加多模泛函叠加态高次振幅压缩--态|ψ(3)f〉q的广义磁场分量的广义非线性不等幂次Nj次方Y压缩效应

构造了由两个空间强度分布特征不同的多模复共轭泛函相干态 |{f (a)*j(x,y,z)}〉q和|{f (b)*j(x,y,z)}〉与一个多模真空态|{0j}〉q线性叠加组成的非对称三态叠加多模叠加态光场|ψ(3)f〉q.利用多模压缩态理论,研究了态|ψ(3)f〉q的广义磁场分量的广义非线性不等幂次高次Y压缩特性.结果表明:在一定的条件下,态|ψ(3)f〉q的广义磁场分量可呈现出周期性变化的不等幂次高次Y压缩效应;光场的经典强度、经典振幅和经典初始相位的任意空间分布特征对其压缩程度和压缩深度等将产生直接的影响.     

光场∣Ψ1(5)》q中广义电场的高次和压缩效应

根据量子力学中态的线性叠加原理,构造了由多模真空态、多模复共轭相干态、多模复共轭虚相干态以及后两者的相反态的线性叠加所组成的五态叠加多模薛定谔猫态光场∣Ψ1(5)>q.利用多模压缩态理论,对上述光场∣Ψ1(5)>q中广义电场分量的等幂次高次和压缩特性进行了详细研究.结果 发现:在一定的条件下,光场∣Ψ1(5)>q的广义电场分量总可呈现出周期性变化的、4m+2次的广义非线性等幂次高次和压缩效应.     

多模薛定谔猫态光场的高次差压缩效应

构造了由多模复共轭相干态、多模复共轭虚相干态、多模真空态线性叠加组成的多模叠加薛定谔猫态光场．利用多模压缩态理论，研究了该猫态光场的任意次广义非线性等幂次高次差压缩特性．结果表明，多模叠加薛定谔猫态光场中的真空场对其差压缩特性无直接影响；在一定条件下，该猫态光场的两个正交相位分量可分别呈现出等幂次高次差压缩效应；而在另外的条件下，该猫态光场的两个正交相位分量可同时呈现出等幂次高次差压缩效应，这是一种相悖于海森堡测不准关系的新物理现象．     

五态多模叠加态光场|Ψ(5)〉q中广义电场的4m次方H压缩效应

构造了由多模真空态、多模复共轭相干态、多模复共轭虚相干态及后两者的相反态的线性叠加所组成的一种五态叠加多模叠加态光场|Ψ(5)〉q.利用多模压缩态理论研究了态|Ψ(5)〉q中广义电场分量的等幂次N次方H压缩特性.结果发现:态|Ψ(5)〉q是一种典型的五态叠加多模非经典光场;在一定条件下,态|Ψ(5)〉q的广义电场分量可呈现出周期性变化的广义非线性等幂4m次方H压缩效应.     

第Ⅰ类三态叠加多模叠加态光场高次和压缩特性

构造了由多模相干态|{Zj}〉q、多模真空态|{0j}〉q和多模相干态的相反态|{-Zj}〉q线性叠加组成的第Ⅰ类三态叠加多模叠加态光场|ψ(3)1〉q,利用多模压缩态理论,研究了态|ψ(3)1〉q中广义电场分量的等幂次高次和压缩特性.结果表明,在一定条件下,态|ψ(3)1〉q的广义电场分量(即第二正交相位分量)可分别呈现出周期性变化的等幂次奇数模与偶数次、偶数模与奇数次、偶数模与偶数次、奇数模与奇数次的高次和压缩效应.     

三态叠加多模纠缠态光场退相干下的混态差压缩

利用多模压缩态理论,对由多模真空态、多模复共轭相干态及多模复共轭虚相干态三态线性叠加构成的多模纠缠态光场在退相干下的均匀混态时其等幂次差压缩特性进行了研究。结果表明,当满足不同的条件时,混态光场中不仅呈现该纠缠态的某一正交相位分量存在着广义非线性等幂次高次差压缩特性的普通差压缩现象,而且还呈现其两个正交相位分量同时存在广义非线性高次差压缩特性的“双边差压缩”现象。后者是一种与测不准关系相悖的全新的物理效应。     

非对称三态叠加多模泛函叠加态高次振幅压缩——态｜ψf^（3）＞q的广义磁场分量的广义非线性不等幂次Nj次方Y压缩效应

构造了由两个空间强度分布特征不同的多模复共轭泛函相干态｜{fj^(a)^x(x,y,z,)}＞q和｜{fj^(b)^x(x,y,z)}＞q与一个多模真空态｜{0j}＞q线性叠加组成的非对称三态叠加多模叠加态光场｜ψf^(3)＞q利用多模压缩态理论，研究了态｜ψf^(3)＞q的广义磁场分量的广义非线性不等幂次高次Y压缩特性．结果表明：在一定的条件下，态｜ψf^(3)＞q的广义磁场分量可呈现出周期性变化的不等幂次高次Y压缩效应；光场的经典强度、经典振幅和经典初始相位的任意空间分布特征对其压缩程度和压缩深度等将产生直接的影响．     

任意两态叠加多模叠加态光场的等幂次H压缩

利用多模压缩态理论,研究了任意两态叠加多模叠加态光场|Ψ(2)〉q的广义非线性等幂次N次幂H压缩特性.结果表明,在不同的条件下,态|Ψ(2)〉q分别处于等幂次N-H最小测不准态、呈现 "半相干态"效应,第一正交相位分量或第二正交相位分量可分别呈现出等幂次N次幂H压缩效应.并且说明了多模偶相干态光场、多模奇相干态光场、多模复共轭偶相干态光场、多模复共轭奇相干态光场等中N次幂H压缩都是笔者研究的任意两态叠加多模叠加态光场的等幂次N次幂H压缩效应的特殊情况.     

任意两态叠加多模泛函叠加态光场的差压缩特性——广义电场分量的不等幂次差压缩

利用多模辐射场广义非线性不等幂次差压缩的一般理论,研究了任意两态叠加多模泛函叠加态光场的广义电场分量的非线性不等幂次差压缩特性。得到了一般理论结果,讨论了两种特殊两态叠加多模泛函叠加态光场的差压缩特性．结果表明：1）当前q模压缩次数和与后q模压缩次数和都为偶数时,第一类两态叠加多模泛函叠加态光场和虚相干两态叠加多模泛函叠加态光场都不出现广义电场分量的非线性差压缩效应;2）当前q模压缩次数和与后q模压缩次数和都为奇数时,在一定条件下,任意两态叠加多模泛函叠加态光场中,广义电场分量呈现出周期性变化的广义非线性Nj次方差压缩效应;3）没有发现“奇怪压缩现象”。     

一种新型的多模叠加态光场的Nj次方Y压缩

利用多模压缩态理论 ,详细研究了一种新型的两态叠加多模叠加态光场 |Ψ( 2 )msc〉q的广义非线性不等幂次 Nj次方 Y压缩特性。结果发现 :当各模的压缩次数 Nj=2 p且 p =2 m +1 (m =0 ,1 ,2 ,… )时 ,如果各模的初始相位φj(j=1 ,2 ,3… ,q)、态间的初始相位差与多模相干态光场的总的平均光子数这两者之差 ,即 [(θ( R)np -θ( I)nq ) - ∑qj=1R2j]满足一定的取值条件 ,则态 |Ψ ( 2 )msc〉q 的第一和第二两个正交相位分量均可分别呈现出周期性变化的、偶数次的广义非线性不等幂次 Nj次方 Y压缩效应。     

新型多模叠加态光场的等N次幂Y压缩特性

根据量子力学的线性叠加原理，用多模虚奇相干态和多模复共轭偶相干态组成四态叠加多模叠加态光场｜ψ^（4） oe Ⅷ〉q，运用多模压缩态理论得到了｜ψ^（4） oe Ⅷ〉q的等N次幂Y压缩的一般理论结果。通过对该理论结果的数值分析发现：当压缩幂次N、腔模总数q、各模相干态的平均光子数R^2，以及奇相干态和多模复共轭偶相干态叠加几率幅的模ro、re等参数的取值满足一定的条件时，态｜ψ^（4） oe Ⅷ〉q可呈现等幂次N—Y最小测不准态，“半相干态效应”、半压缩效应、第一正交分量呈现等N次幂Y压缩或第二正交分量呈现等N次幂Y压缩。     

强度不等的非对称叠加态的等幂次和压缩

文章构造了由多模虚共轭相干态│iZj(a) 〉q与多模虚共轭相干态的相反态│-iZj(b) 〉q线性叠加所组成的一种强度不等的非对称两态叠加多模叠加态光场│Ψ(ab)〉q。利用多模压缩态理论,研究了态│Ψ(ab)〉q的等幂次N次方H压缩特性。结果表明:(1)在Zj(a)≠Zj(b)的情况下,无论腔模总数q与压缩幂次N这两者之积q·N取奇还是取偶,态│Ψ(ab)〉q在一定条件下总可呈现出周期性变化的等幂次N次方H压缩效应。(2)在Zj(a)=Zj(b)且q·N取奇数的条件下,态│Ψ(ab)〉q将呈现出等幂次N次方H压缩简并现象。     

第Ⅳ种四态叠加多模叠加态光场的等幂次N次方Y压缩

构造的第Ⅳ种四态叠加多模叠加态光场│ψ0^（4），Ⅳ〉q是由多模复共轭奇相干态│ψ0^（2），O〉q和多模虚奇相干态│ψ0^（2），O〉q这两者的线性叠加所组成的。利用新近建立的多模压缩态理论，对态│ψ0^（4），Ⅳ〉q的广义非线性等幂次N次方Y压缩特性进行了详细研究。结果发现：1）当压缩次数N为偶数，且N=4m（m=1，2，3，…）时，若各模的初始相位φi，态间的初始相位差θ1-θ2等分别满足一定的取值条件，态│ψ0^（4），Ⅳ〉q的第一正交相位分量总可呈现出等幂次N次方Y压缩效应；2）当压缩次数N为偶数，且N=4m-2（m=1，2，3，…）时，若各模的初始相位φi，态间的初始相位差θ1-θ2等分别满足一定取值条件，态│ψ0^（4），Ⅳ〉q的第二正交相位分量总可呈现出等幂次N次方Y压缩效应。     

两多模相干态的叠加态光场的等幂N次Y压缩

根据量子力学态叠加原理,构造了由多模复共轭相干态|{zj(a)}>q和多模复共轭相干态的相反态等幂次|{-zj(b)}>q的线性叠加所组成的振幅不等的非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψn(2)>q(j=1,2,3,…,q),利用多模压缩态理论研究了态|Ψn(2)>q的等幂次N次方Y压缩特性。结果表明:在各模的平均光子数不相等而对应模的初始相位相等亦即Rj(a)≠Rj(b)且ψj(a)=ψj(b)=ψj的条件下,如果各模的初始相位ψj和态间的初始相位差θpq(R)-θnq(R)=△θ满足一定取值关系,则无论压缩次数N为奇数还是偶数,态|Ψn(2)>q的两个正交相位分量均可分别呈现周期性变化的等幂次N次方Y压缩效应,但N是奇数时的压缩深度大于N是偶数时的压缩深度。