量子光学导论

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出版者:科学
作者:谭维翰
出品人:
页数:311
译者:
出版时间:2009-1
价格:59.00元
装帧:
isbn号码:9787030223517
丛书系列:现代物理基础丛书
图书标签:
  • 量子光学
  • 物理
  • 量子光学
  • 光学
  • 量子力学
  • 电磁学
  • 光子
  • 腔量子电动力学
  • 非线性光学
  • 量子信息
  • 原子物理
  • 激光物理
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具体描述

《量子光学导论》从光与物质相互作用的经典与量子特性以及最新的实验与理论的研究成果出发,系统介绍这门新学科(相对于经典光学而言)即量子光学的建立和发展,内容共八章:前三章为光与介质相互作用的经典与量子理论,是全书的预备;4~7章为量子光学的主体,含激光振荡、光的相干性、场的相关函数表示、光的相干态、P表象、光场二阶相关函数、群聚与反群聚、EPR悖论、Bell不等式、光的纠缠态、压缩态,还有共振荧光、激光偏转原子束等;第8章为光学参量下转换的动力学及其应用。

作者简介

目录信息

第1章 光与非线性介质相互作用的经典与量子理论 1.1 非线性相互作用的经典理论 1.1.1 电磁波在非线性介质中的传播- 1.1.2 极化率张量的对称性 1.2 光学中的波波相互作用 1.2.1 三波耦合 1.2.2 四波耦合 1.3 光与非线性介质相互作用的量子理论 1.4 弱场微扰法解Schr6diIlger‘方程 1.5 密度矩阵方程及其微扰解法 1.5.1 密度矩阵方程 1.5.2 用微扰法解密度矩阵方程 1.6 波场ψ(r,t)的量子化 1.7 电磁场的量子化 1.7.1 电磁场的模式展开 1.7.2 电磁场的量子化 1.7.3 光子数态(Fock态) 1.8 原子辐射的线宽与能级移位 1.8.1 单原子辐射 1.8.2 N原子辐射 附录1 A(1.2.27)式的解析求解 参考文献第2章 二能级系统的密度矩阵求解 2.1 二能级原子密度矩阵的矢量模型 2.2 Bloch方程及其解 2.3 线性吸收与饱和吸收 2.4 光学章动与自由感生衰变 2.5 浸渐近似 2.6 光脉冲传播的面积定理 附录2 A(2.6.24)式的推导 参考文献第3章 原子的缀饰态 3.1 二能级原子Schr6dinger方程的解 3.2 原子的缀饰态 3.3 Cohen—Tannou dji的缀饰原子 3.4 原子部分缀饰态及其展开 参考文献第4章 激光振荡理论 4.1 激光振荡的半经典理论 4.1.1 没有激活离子f或原子)情形 4.1.2 线性极化P■E 4.1.3 一级近似 4.1.4 气体激光的烧孔效应与Lamt)凹陷 4.1.5 多模振荡 4.2 激光振荡的全量子理论 4.2.1 辐射场与电子波场的相互作用 4.3 热库模型与激光输出的统计分布 4.3.1 热库模型 4.3.2 激光场与热库相互作用的Langevin方程 4.3.3 原子体系与热库相互作用的Langevin方程 4.3.4 辐射场的密度矩阵方程 4.3.5 激光输出的统计分布 4.4 降低激光泵浦的量子噪音 4.4.1 规则泵浦抽运 4.4.2 一般泵浦抽运 4.5 微Maser的量子模式理论 4.5.1 Maser情形密度矩阵主方程的稳态解 4.5.2 微腔的量子模理论 4.5.3 在阈值附近微腔量子模主方程解与分步模式解的偏差 4.6 单原子与双原子微激光 4.6.1 双原子与激光场的相互作用方程 4.6.2 单原子、双原子微激光的稳态输出比较 参考文献第5章 辐射的相干统计性质 5.1 平衡辐射的统计热力学 5.2 光的相干性 5.2.1 相干条件 5.2.2 “光子白干涉”与“同态光子干涉” 5.3 光探测 5.3.1 理想探测器 5.3.2 量子跃迁 5.4 场的相关函数与场的相干性 5.5 相干态 5.6 用相干态展开 5.6.1 相干态的P表示 5.6.2 在P表象中参量下转换所满足的F—P方程 5.7 光子的二阶相关函数、群聚与反群聚效应、鬼态干涉与粒子的纠缠态 5.7.1 光场分布的二阶相关测量 5.7.2 经典光场与非经典光场 5.7.3 原子共振荧光场的二阶相关函数分析 5.7.4 双光子“鬼态干涉”与EPR悖论 5.7.5 Bell不等式与粒子的纠缠态 5.8 压缩态光场 5.8.1 光量子起伏给光学精密测量带来的限制 5.8.2 正交压缩态 5.8.3 振幅压缩态 5.9 非经典光场的探测 5.9.1 强度差的零拍探测技术 5.9.2 当探测效率n≠l的零拍探测 5.10 压缩态光的产生和放大 5.10.1 简并参量放大(或简并四波混频)产生压缩态光的原理与实验结果 5.10.2 简并参量放大与简并四波混频满足的Langevin方程与Fokker-P1anck方程 5.10.3 简并参量放大的Fokker—Planck方程的解 附录5A Boson算子代数 附录5B 最小测不准态 参考文献第6章 原子的共振荧光与吸收 6.1 二能级原子与单色光强相互作用的实验研究 6.1.1 二能级原子在强光作用下的共振荧光 6.1.2 在强场作用下的原子吸收线型’ 6.1.3 二能级原子吸收谱的功率增宽与饱和 6.2 二能级原子的共振荧光理论 6.2.1 二能级原子与辐射场相互作用方程及其解 6.2.2 二能级原子的共振荧光计算 6.3 含原子腔的QED 6.3.1 自发辐射的增强与抑制 6.3.2 单模场与二能级原子相互作用的J—C模型 6.3.3 有阻尼情况下单模场与二能级原子相互作用的解析解 6.3.4 关于新经典理论的实验检验 6.4 含二能级原子腔的透过率谱 6.4.1 共振腔中原子的极化率计算 6.4.2 含二能级原子腔的透过率谱 参考文献第7章 激光偏转原子束 7.1 激光偏转原子束 7.1.1 早期的激光偏转原子束方案 7.1.2 激光作用于原子上的力 7.1.3 原子在速度空间的扩散 7.2 激光冷却原子与光学粘胶 7.3 激光偏振梯度冷却原子 7.4 光学粘胶温度测量 7.5 电磁衰波场对原子的作用力与原子镜 7.6 原子镜面对原子量子态选择反射实验 7.7 二能级原子在激光衰波场中反射的准确解 7.7.1 二能级原子在激光衰波场中满足的Schr6dinger。方程及其解 7.7.2 二能级原子波函数的边值条件及反射率计算。 7.7.3 数值计算与讨论 7.8 中性原子的玻色一爱因斯坦凝聚 附录7A ■■■■的计算 附录7B 当y很小时“Va(Y)的极限解 参考文献第8章 光学参量下转换的动力学及其应用 8.1 由非简并光学参量放大获得的压缩态 8.1.1 产生简并与非简并参量下转换的参量振荡器 8.1.2 非简并参量下转换系统满足的:Fokker-Planck方程 8.1.3 简并参量下转换系统的Fokker-Planck方程的求解 8.1.4 非简并参量下转换系统的量子起伏计算- 8.1.5 正P表象 8.2 相位不匹配FOkker-Planck方程在QMP中的应用 8.2.1 相位不匹配情况下的Fokker-Planck方程的解 8.2.2 参量下转换的Langevin方程与F-P解中B,B方程的关系 8.2.3 相位不匹配的Fokker-Planck方程的解应用到QPM技术上 8.2.4 数值计算结果与分析 8.3 含时的线性驱动简并参量放大系统的量子起伏 8.3.1 含时的线性驱动简并参量放大Fokker-Planck方程 8.3.2 含时的线性驱动Fbkker-Planck方程的解 8.3.3 含时的线性驱动简并参量放大Fokker-Planck方程的解 8.3.4 简并参量放大系统的量子起伏计算 8.3.5 本节小结 8.4 非线性简并光学参量放大系统的量子起伏 8.4.1 P表象中非线性简并参量放大Fokker—Planck方程的通解 8.4.2 线性近似解 8.4.3 非线性项修正 8.4.4 本节小结 8.5 应用非简并参量放大输出演示EPR佯谬 8.5.1 复合系统不可分的V1V2判据 8.5.2 非简并参量放大输出实现EPR佯谬的理论分析 8.5.3 考虑到泵浦吃空解含时的F-P方程对V1(V2)的计算 8.5.4 小结 附录8A 关于方程(8.4.4)的证明参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我尝试着翻阅了其中关于相干性理论的部分,其讲解的深度和广度令人印象深刻。它没有停留在教科书式的标准描述上,而是引入了许多近年的研究进展和实验案例作为支撑。我注意到作者非常注重理论与实验之间的紧密联系,这对于一个希望将理论应用于实际研究的读者来说至关重要。书中的数学推导部分虽然严谨,但清晰的步骤分解和必要的注释,使得即使是面对一些复杂的傅里叶变换或者矩阵运算,也不会让人感到迷失方向。更难能可贵的是,作者似乎在行文中嵌入了一些“哲学思考”,探讨了量子测量本身的内在矛盾和解释上的争议。这种对物理学更深层次意义的触及,使得这本书超越了一般的工具书范畴,成为了一部引人深思的学术著作。阅读过程中,我时常需要停下来,对照着一些更基础的数学手册进行复习,但这并非因为书本身写得晦涩,而是因为作者勇敢地触及了一些需要读者具备扎实背景知识才能完全消化的前沿话题。这本书的价值在于,它既能作为入门的坚实阶梯,也能作为进阶研究的参考宝典,覆盖了一个相当宽泛的学习光谱,这在同类书籍中是比较少见的。

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从内容编排的逻辑性来看,作者采取了一种“螺旋上升”的教学策略,这一点让我印象非常深刻。比如,某个核心概念在初识时会有一个较为直观的介绍,随后在后续章节中,会随着更高级的数学工具和理论背景的引入,对其进行更深入、更精确的剖析和拓展。这种处理方式避免了一次性灌输过多难度,让知识点能够在读者的认知结构中逐步“沉淀”和“固化”。我发现,当我带着前一章的理解去阅读后一章时,很多原本略显模糊的地方突然间豁然开朗。特别是当涉及到量子态的演化和耗散过程时,作者巧妙地穿插了一些历史上的重要争论,然后用现代的理论框架来解答这些争论,这种“解惑”的过程非常有代入感和启发性。它不仅仅是在“教”你知识,更像是在“带”你体验物理学家思考问题的过程,教你如何去质疑和探究未解之谜。这种深入的互动性,让阅读不再是单向的信息接收,而更像是一场智力上的对话。

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这本书的装帧和印刷质量非常考究,这在学术著作中也算是一大亮点。纸张的质感很好,文字排版疏密得当,长时间阅读眼睛也不会感到特别疲劳。我特别留意了公式的排版,这是衡量一本物理教材专业性的重要标准之一。这里的公式结构清晰,符号使用规范统一,极大地减少了在阅读复杂推导时因格式问题而产生的误读。此外,书中的引用和参考文献部分做得非常详尽和专业,几乎每一章节后都有大量经典文献的罗列,这为我后续进行更深入的文献调研提供了清晰的路径图。我感到作者在编撰此书时,投入了巨大的心血去完善每一个细节,从宏观的结构到微观的标点符号,都体现出一种对学术严谨性的极致追求。这种对细节的尊重,直接提升了读者对内容的信任感。说实话,现在市面上很多书籍在这些方面做得比较粗糙,但这本书显然是例外,它给我的感觉就像是精心打磨的艺术品,让人在学习知识的同时,也享受到了阅读的物质体验。

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这本书的整体阅读体验,给我带来了一种“久旱逢甘霖”的感觉,尤其是在处理那些关于光场量子化和量子信息前沿交叉领域的内容时。很多其他教材在这些新兴领域往往只是蜻蜓点水,或者处理得过于简化,但这本书却毫不含糊地深入到了问题的核心,并且用清晰的语言阐述了当前领域面临的主要挑战和潜在的研究方向。我特别赞赏作者在讲解这些高阶主题时,保持了极高的可读性,没有让复杂的物理概念被晦涩的术语所淹没。它似乎预设读者具有一定的物理基础,但即便如此,作者依然保持了极大的耐心,不断地为读者搭建连接的桥梁。读完特定章节后,我感到自己的知识体系不仅得到了极大的拓宽,而且底层的基础也得到了更加坚实的夯实。这本书无疑将成为我未来很长一段时间内,在量子光学领域进行深入学习和研究时,一本不可或缺的核心参考书。它提供的不仅仅是知识,更是一种看待和理解这个迷人领域的全新视角。

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这本书的封面设计着实吸引人,那种深邃的蓝色调配上简洁的几何图形,立刻让人联想到微观世界的神秘与秩序。我最近沉迷于探索光与物质相互作用的奥秘,因此当我翻开这本书时,内心充满了期待。首先映入眼帘的是清晰的章节划分和详尽的目录,这对于初学者来说简直是福音。它似乎并没有急于抛出复杂的数学公式,而是用一种非常循序渐进的方式,从经典光学的基础概念开始梳理,逐步过渡到量子力学的基本原理,确保读者在进入核心内容之前,已经建立起坚实的理论框架。我尤其欣赏它在介绍基本概念时所采用的类比和图示,那些精妙的插图将抽象的物理图像变得可视化,极大地降低了理解的门槛。例如,书中对光子概念的引入,不仅仅是给出一个定义,而是通过一系列历史性的实验回顾,让读者真切感受到这个概念是如何被确立起来的。这种叙事性的讲解方式,让阅读过程充满了探索的乐趣,远非那种枯燥的公式堆砌能比拟。我感觉作者是一位经验丰富且富有激情的教育家,他深知如何引导一个对前沿物理充满好奇心的人,如何平稳地跨越从宏观到微观的鸿沟。这种对教学方法的精心考量,使得整本书的阅读体验非常流畅和愉悦,让人忍不住想要一页接一页地深入下去,去领略更深层次的物理图景。

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虽然不是主流,但在激光方面还不错。

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虽然不是主流,但在激光方面还不错。

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虽然不是主流,但在激光方面还不错。

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虽然不是主流,但在激光方面还不错。

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虽然不是主流,但在激光方面还不错。

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