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第一章 量子力学的基础知识 1

1-1 量子力学的基本概念 1

1.量子力学的基本原则 1

2.量子力学中的表象 12

3.Dirac符号 14

4.量子力学中的绘景 15

5.简单谐振子 17

6.测不准关系 20

1-2 量子跃迁 22

1.跃迁与跃迁几率 22

2.与时间无关的微扰 23

3.频率为ω的谐振微扰 25

4.二能级原子模型 26

1-3 密度矩阵 29

1.衰减二能级系统 29

2.二能级原子的密度矩阵 31

3.密度矩阵的动力学方程 33

4.密度矩阵的矢量模型 35

习题 39

参考文献 42

第二章 激光的半经典理论 43

2-1 激光理论概况 43

2-2 激光的自洽场方程 46

1.介质中的场方程 46

2.兰姆自洽场方程 48

2-3 固体激光器的兰姆理论 50

1.宏观电极化强度与密度矩阵的关系 50

2.布居数矩阵的动力学方程 51

3.布居数矩阵方程的近似解 52

4.激光的增益饱和效应 54

2-4 气体激光器 55

1.非均匀加宽与兰姆凹陷 55

2.兰姆的半经典理论 57

3.兰姆凹陷的理论解释 59

2-5 半导体激光器理论 60

1.半导体增益介质的极化强度 60

2.单模半导体激光器理论 63

3.激光增益的数值计算 65

习题 67

参考文献 69

第三章 电磁场的量子化 70

3-1 电磁场的量子化 70

1.电磁场的正则量子化 71

2.光子数态 73

3.光子的位相算符 74

3-2 相干态与电磁场的相干性质 77

1.相干态 77

2.场的相关函数 79

3.光子相关测量 82

4.量子力学光子计数分布 83

3-3 电磁场的表示 84

1.数态展开 85

2.P表示 86

3.维格纳(Wigner)表示 88

4.Q表示 90

5.广义的P表示 91

3-4 原子与辐射场的相互作用 93

1.电子波场的量子化 93

2.辐射场与电子场间的相互作用 95

3.量子崩坍与再生现象 100

4.二能级原子的自发辐射 101

3-5 量子噪声 104

1.热噪声 104

2.量子噪声 106

3.量子计数器的信噪比 107

4.光放大器的噪声 110

5.光子统计 111

习题 113

参考文献 115

第四章 量子光学的热库理论 116

4-1 密度算符的主方程 116

4-2 福克-普朗克方程 121

1.P表示 121

2.福克-普朗克方程的性质 124

3.Q表示 126

4.维格纳表示 128

5.复P表示 129

4-3 朗之万方程 131

1.布朗运动的朗之万方程 131

2.阻尼谐振子的朗之万方程 132

3.一般系统的朗之万方程 136

习题 139

参考文献 140

1.光学压缩态的定义 141

5-1 光学压缩态的定义与性质 141

第五章 光学压缩态 141

2.双光子相干态 143

3.光学压缩态的一般性质 145

4.压缩光的表示 148

5-2 光学压缩态的检测 149

1.寻常零差探测器 150

2.平衡零差探测器 152

3.平衡零差探测器的使用 154

5-3 利用参数振荡产生光学压缩态 156

1.参数振荡器的含意 156

2.参数振荡产生压缩光的理论 157

3.压缩谱 159

4.参数振荡器产生压缩光实验 161

5-4 四波混频产生光学压缩态 162

1.四波混频的意义 162

2.四波混频的全量子理论 165

3.四波混频压缩实验 169

5-5 光学压缩态的可能应用 171

1.低噪声光通信 171

2.引力波的探测 174

5-6 振幅压缩态 177

1.振幅压缩态的意义 177

2.振幅压缩态的产生 178

习题 182

参考文献 183

第六章 光孤子传输的量子理论 184

6-1 光孤子通信的评述 184

1.光孤子的基本概念 184

2.光孤子的产生与光孤子源 186

3.光孤子传输的稳定性 189

4.光孤子放大与Gordon-Haus极限 190

5.光孤子通信系统 192

1.光纤中光波包络方程的推导 194

6-2 光孤子传输的经典理论 194

2.非线性薛定谔方程的孤子解 202

3.光纤中包络孤子传输的某些问题 206

6-3 量子非线性薛定谔方程 209

1.非线性薛定谔方程的量子化 209

2.与时间有关的Hartree近似 212

3.崩坍与再生效应 214

1.量子孤子的主方程 217

6-4 光孤子传输的量子场理论 217

2.量子孤子包络的准经典方程 219

3.量子准经典非线性薛定谔方程的应用 221

6-5 光孤子压缩态 224

1.压缩态产生的原理 224

2.压缩谱的探测 227

3.光纤中压缩光的观测 227

习题 229

参考文献 230