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