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”。     

多模SCS光场中广义电场的不等幂次高次和压缩

根据量子力学中态的线性叠加原理,构造了由多模复共轭虚相干态、多模复共轭虚相干态的相反态和多模复共轭相干态的线性叠加所组成的三态叠加多模振幅-相位混合Schrdinger-Cat(即SCS)光场│Ψ3〉q。利用新近建立的多模压缩态理论,对SCS光场│Ψ3〉q中广义电场分量的不等幂次高次和压缩特性进行了详细研究。结果发现:在各模的压缩次数之和取偶数的条件下,当各模的压缩次数与对应模的初始相位之积的和、态间的初始相位差、以及各多模相干态光场的平均光子数等分别满足一定的取值条件时,此三态叠加多模SCS光场│Ψ3〉q的广义电场分量总可呈现出周期性变化的任意Nj次的广义非线性不等幂次高次和压缩效应。     

第类多模叠加态光场的不等幂次差压缩特性

利用多模不等幂次压缩态的一般理论,详细研究了第 类两态叠加多模叠加态光场的场幅幂次不等的差压缩特性(即Nj次方X压缩特性),结果发现:第 类多模叠加态在一定的条件下存在周期性变化的广义非线性二阶不等幂次Nj次方X压缩效应;发现了“奇异压缩“现象;说明这个多模叠加态光场是一种典型的多模非经典光场。     

一种多模叠加态光场的不等幂次H压缩特性

目的对强度相等的对称两态叠加多模叠加态光场的不等幂次Nj次方H压缩特性进行详细研究。方法根据量子力学中的态叠加原理，并运用多模辐射场的广义非线性不等幂次高次压缩的一般理论，寻求适当的压缩条件。结果在一定的压缩条件下，上述对称两态叠加多模叠加态光场总可呈现出周期性变化的广义非线性不等幂次Nj次方H压缩效应。结论在一定的压缩条件下其压缩特性总是呈现出周期性的对称互补关系。     

第Ⅱ类多模叠加态光场的不等幂次差压缩特性

利用多模不等幂次压缩态的一般理论,详细研究了第Ⅱ类两态叠加多模叠加态光场的场幅幂次不等的差压缩特性(即Nj次方X压缩特性),结果发现第Ⅱ类多模叠加态在一定的条件下存在周期性变化的广义非线性二阶不等幂次Nj次方X压缩效应;发现了"奇异压缩"现象;说明这个多模叠加态光场是一种典型的多模非经典光场.     

两类新型MSCS光场的Nj次不等阶Y压缩

首次研究了两类多模薛定谔猫态(MSCS)光场:|Ψ(2)+〉q和|Ψ(2)-〉q的不等阶Nj次方Y压缩特性.结果揭示了两态之间具有压缩相似及简并的性质;在各模压缩阶数Nj(j=1,2,3,…,q)分别取4mj、4mj+1、4mj+2以及4mj+3(mj=0,1,2,3,…)的情况下,随着各模初始相位的变化,加上其它某些量子化或连续性条件,两类MSCS均可呈现出周期性变化的任意不等阶Nj次方Y压缩效应.说明态|Ψ(2)+〉q与|Ψ(2)-〉q是两种典型的多模非经典光场.     

任意多态多模叠加态光场的等幂次差压缩

目的研究任意多态叠加多模叠加态光场的广义非线性等幂次差压缩特性，从理论上导出该光场呈现高次差压缩的条件。方法根据量子力学中的态叠加原理并利用多模压缩态理论，推出广义电场和广义磁场分量的量子涨落情况。结果给出了任意多态叠加多模叠加态光场的广义非线性等幂次高次差压缩的一般表达式。结论现有的研究报道是所得普遍性结果在各种不同条件下的特例。     

介质中多模泛函叠加态光场广义电场的不等幂次H压缩

利用多模压缩态理论,研究了介质中任意非对称四态叠加多模泛函叠加态光场广义电场分量的不等幂次H压缩特性。结果表明:介质中四态叠加多模泛函叠加态光场的广义电场分量在一些特定的条件下可呈现出不等幂次Nj次方H压缩效应,并且随着多模叠加态光场在介质中传播距离的增加,其广义电场分量的Nj次方H压缩现象将周期性地出现。     

任意两态叠加多模泛函叠加态光场的广义电场分量等幂次差压缩

利用多模辐射场广义非线性等幂次高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｜ψ（f2）〉q的广义电场分量的非线性等幂次N次方差压缩特性。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qN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,也不处于N-j最小测不准态;2）当qN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N次方差压缩效应。     

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。     

四态叠加多模泛函叠加态光场的奇次振幅压缩

目的研究四态叠加多模泛函叠加态光场的高次振幅压缩特性。方法利用量子力学中的态叠加原理，构造了由多模泛函偶相干态和多模泛函复共轭偶相干态线性叠加组成的一类典型的多模泛函叠加态光场｜ψ2e（fj）〉q；利用多模压缩态理论，研究态｜ψ2e（fj）〉q的高次奇数次振幅压缩特性。结果态｜ψ2e（fj）〉q是一类典型的非经典光场，当压缩次数为奇数时，在一定的条件下，态｜ψ2e（fj）〉q的两正交相位分量总可呈现不同程度的互补对称的奇数次振幅压缩效应。结论光场经典强度的空间分布函数对态｜ψ2e（fj）〉q的压缩程度、压缩深度会产生直接影响，随着各模经典强度空间分布函数的变化，态｜ψ2e（fj）〉q中各不同模所呈现的振幅压缩现象在空间的分布是非均匀、非线性和各向异性的。     

一类特殊多模泛函叠加光场不等幂次振幅压缩

构造了一类特殊的多模泛函叠加态光场｜ψ(4) (fj)〉q,它是由多模泛函相干态、多模复共轭泛函相干态以及它们的相反态这四个量子态等几率线性叠加组成的.通过研究发现,在相同条件下,态｜ψ(4) (fj)〉q中的各不同模呈现的不等幂次振幅压缩现象的压缩程度、压缩深度,取决于光场经典强度的空间分布函数.特别是随着各模经典初始相位和经典强度的空间分布函数的变化,态｜ψ(4) (fj)〉q中各不同模所呈现的不等幂次振幅压缩现象在空间上的分布是非均匀、非线性和各向异性的.     

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．     

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.     

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.     

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.     

第一种非对称叠加态光场的等幂次N-Y测不准态

利用多模压缩态理论,研究了多模叠加态光场|ψ(ab)I〉q的广义非线性等幂次N次方Y压缩特性,结果发现:在一些特定的条件下,态|ψ(ab)I〉q恒处于等幂次N-Y测不准态,而不呈现等幂次N次方Y压缩效应。