用计算全息图制备OAM量子态

介绍了一种特殊的计算全息图,它能把零阶高斯光束转变为高阶拉盖尔一高斯光束,而高阶拉盖尔．高斯（LG）模是光子轨道角动量（Orbita lAngular Momentum）的本征态,因此相同模式的光子具有确定的轨道角动量,利用轨道角动量编码,可以实现多维量子通信。     

两光子的自旋态与纠缠态

用量子理论方法给出两光子的自旋态, 即通过2个单光子自旋态的直积并叠加得到两光子的自旋本征态, 从而给出两光子的纠缠态, 所得结果与用经典极化矢量表示的两光子纠缠态不同, 该结果可应用于量子通讯和量子计算中.     

n维复射影空间配极的一个应用

本文是应用n维复射影空间配极的有关理论,证明了在n 1维黎曼空间中,若一个零长矢正交于n个线性无关的非零长矢,则这个零长矢是这n个线性无关矢的线性组合。进而证明了,任何正交于零长矢μ~i的非零长矢P_(?)~i(i=1,2,…n 1;l表示第l个矢)都可以用这个零长矢μ和与μ~l正交的n-1个非零长矢P_(hl)~i(i=1,2,…n 1;h=1,2,…l-1,l 1,…,n)线性表示等结果。     

量子相位的公式表述和图像

在深入剖析经典相位的基础上,根据对量子力学基本观念的重新认识,再次诠释了量子相位的概念：它是角动量算符的正则共轭变量,相应于经典框架下真实空间中的角坐标仍但在量子框架下的Hilbert虚拟空间中却表现为复指数形式e^iφ≡COSφ＋isinφ,亦即数学上复数域著名的Euler公式．尤其是当φ=π／2时,相应的量子相位即为单位纯虚数：e^iπ／2≡cos（π／2）＋isin（π／2）≡i．利用最近得到的光子态矢函数,它作为光子Schrǒdinger方程的普遍解,除了描述光子的能量特征和光子的动量特征之外,关键是还包含了光子的角动量特征,得以体现光子完整的量子行为,我们据此具体讨论了光子角动量和光子相位的正则共轭关系,分析了宏观的光波相位和微观的光子相位之间的内在联系和本质差异．     

角动量阶梯算符的一种构造方法

本文以角动量的对易关系出发,推导出一组阶梯算符,它可使角动量本征矢的量子数j(或ι)、m同时升降、并找出这组算符之间的关系,给出了这些算符作用于轨道角动量本征态|ιm>上的系数。     

光阑对暗中空涡旋光束轨道角动量的影响

基于推广的复高斯函数展开法,分析了具有轨道角动量的拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束通过含光阑光学系统传输的解析公式,理论推导了空心LG光束在柱坐标系下光子轨道角动量密度函数及其态矢.对1阶LG涡旋光束通过光阑后的光场分布情况进行了数值分析,在两种典型含光阑系统物理模型下分析了遮拦比对不同波长LG光束传输特性的影响,研究了LG光束通过光学系统后的相位分布及轨道角动量密度变化.结果表明,光阑系统遮拦比对LG涡旋光束通过光阑后的传输特性的影响因光束波长不同而异,遮拦比对光束轨道角动量密度影响较大,对光束束径及光轨道角动量影响不明显.研究结果可为在空间光通信中利用涡旋光束光子轨道角动量编码信息提供理论依据.     

三分之一自旋角动量П→

作者引入三分之一自旋粒子角动量П→。П→是半无限维非厄米矩阵，自旋角动量算符第三分量П3的本征值依次取值：＋h/3,-2h/3,-5h/3,-8h/3……趋于负无穷大。总角动量平方算符П^2=П^2 1 ＋П2^2＋П^2 3的本征值依然保持正定，有限数值1/3（1/3＋1）h^2=4/9h^2. 自旋角动量算符的本征值可以取三分之一，这是个令人感到惊异而困惑的结果，因为正统量子力学告诉我们：角动量的量子数必须是整数数值和半整数数值。     

一维函数光子晶体的界面态

利用传输矩阵法,给出一维函数型组合结构光子晶体的匹配矩阵和传输矩阵,在此基础上研究一维函数光子晶体的界面态,并研究折射率端点值、介质厚度和入射角对界面态位置的影响.结果表明：在总阻抗虚部为0的位置出现界面态;对函数介质,当折射率的起始端点值增加时,界面态位置随带隙红移;当折射率的终点值增加时,界面态位置随带隙红移;当介质厚度增大时,界面态位置随带隙红移;当入射角增加时,界面态位置随带隙蓝移.因此函数型光子晶体可调节界面态的位置.     

一种推导氢原子能级和定态波函数的方法

用微积分方法推导出球谐函数表示式，并由此求出有心力场中质点角动量投影△↑Lz及角动量平方△↑L^2的本征值，推导了氢原子的能级和相应的量子数n,l,m的定态波函数，数字运算较简便。     

光子静止质量在库仑定律中的地位

库仑定律是电磁理论的基础之一.库仑定律的重要性在于,电力平方反比律与光子静止质量是否为零有密切的关系.mγ是有限的非零值还是一个零有本质的区别,并且会给物理学带来一系列原则性的问题.     

光子自旋分量的表示与测量

描述了光子自旋沿任何方向分量的本征值及对应的本征矢,在任意两个相互垂直方向上,在第一个方向自旋分量的本征态中测量第二个方向自旋分量时,对获得它的各个本征值的概率的求法进行了讨论,并运用所得结果计算出用施特恩-格拉赫装置测量粒子自旋分量的概率.     

增加光子对和减少光子对相干态的等阶Y压缩效应

通过数值计算,研究了增加光子对相干态|,ξq;m〉A=a m|,ξq〉和减少光子对相干态|,ξq;-m〉S=bm|,ξq〉的等阶Y压缩效应.结果表明:对于增加光子对相干态a m|,ξq〉和减少光子对相干态bm|,ξq〉,光场都存在着等阶K(=2,3,4,5…)次方Y压缩效应,但是增加a模的光子或取走b模的光子,即随着场模上光子增加(减少)数m的增大,二者的等阶K次方Y压缩效应均减弱,且有相似的曲线变化规律.     

超快演化光场的含时二阶关联特性研究

基于蒙特卡洛(Monte Carlo)算法,模拟并分析了超快演化发光动力学过程中的光子探测事件;研究了含时光子二阶关联函数的数值计算方法,以及多种误差因素对光子二阶关联函数的影响.结果表明,同步时间抖动(初始时刻漂移)使得在初始时刻光强剧烈变化区域的含时二阶关联函数值显著偏大,同时导致了时间积分的二阶关联函数在任意时间延迟下的值偏大.背景光子计数的存在使得热态光的零延迟二阶关联函数值明显地趋近于1.该研究为复杂光场的光子二阶关联函数的理论研究提供了一种简化模拟方法,并为后续进行超高时间分辨的光子二阶关联实验测量提供了理论支持和数值分析方法.     

二维函数光子晶体的点缺陷及本征场分布

用COMSOL Multiphysics仿真软件研究含点缺陷二维函数光子晶体的带隙结构、 缺陷模式及缺陷模式的本征场分布. 介质柱介电常数的线性函数形式： ε(r)=k·r+b, 由电光效应和Kerr效应, 通过对介质柱施加外电场和光场改变其折射率.  计算结果表明, 改变点缺陷介质柱介电常数的参数和点缺陷个数, 均可调节二维函数光子晶体的带隙结构和位置, 以及缺陷模式及缺陷模式的本征场分布.     

光子的本征偏振态、纯态及混合态

本文从量子论的角度说明选取园偏振态作为光子本征偏振态的合理性,并用波函数的叠加原理解释各种可能存在的偏振状态。     

2阶微分方程f″+Af'+Bf=0解的增长性

运用Nevunlinna值分布理论和整函数的相关理论,研究了2类不同系数的2阶线性微分方程解的增长性.假设A(z)=h(z)eP1(z),其中P1(z)是m次多项式,h(z)是ρ(h)m的整函数,B(z)是1个级为ρ(B)≠m的超越整函数,证明了方程f″+Af'+Bf=0的每1个非零解都是无穷级;又假设A(z)是方程f″+P2(z)f=0的非零解,其中P2(z)是n次多项式,B(z)是Fabry缺项级数且2ρ(B)≠n+2,也证明了方程f″+Af'+Bf=0的每1个非零解都具有无穷级.     

亚纯函数与其移动按权分担一个小函数的唯一性问题

研究了有穷级亚纯函数f(z)与其移动f(z+c)按权l分担一个小函数a(z)时的唯一性问题,其中c为非零常数.针对当l≥2,l=1和l=0时3种情况,得到f(z)的相应值分布性质.     

量子力学中的三个问题

本讨论了定态波函敷的一阶导敷在势能存在无穷大时是不连续的、本征值连续的本征函数的δ函数归一化和波函数在无穷远处为零条件的引入等三个问题。前两个问题一般献未作详细论证，第三个问题一般献的处理是不合理的。     

常系数线性常微分方程及欧拉方程通解的残数表示式

本文应用残数理论建立了n阶常系数线性微分方程及欧拉方程通解的另一种表示形式。n阶非齐次常系数线性微分方程通解的表达式为函数f(z′)·e~x/g(z)与e~(zx)·integral from x~0 to x e~(-zt)F(t)dt/g(z)在极点z_j(j=1,2,…l)的残数之和。其中g(z)是z的n次多项式,在z_j(j=1,2,…l)的值为零,f(z)是任一个解析函数,在z_j(j=1,2,…l)的值不为零。欧拉方程通解有类似结果。     

s=2时广义椭球函数试探性研究

利用超对称量子力学方法试探性的推导出s=2时广义椭球函数的形式.使用超对称量子力学方法近似的计算出前几阶超势和广义椭球函数的本征值;之前所求得的超势和本征值推导出广义椭球函数一阶基态波函数,并根据势的形不变特性求出相应的激发态波函数.该超对称量子力学方法的引入及一阶基态波函数形式将有利于广义椭球函数深入研究.