Принцип неопределенности и неклассическое световое излучение

• Автор: Трифонов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 216 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Сжатый свет полупроводникового лазера
1.1 Генерация сжатого света полупроводникового лазера — основные принципы
1.1.1 Принцип запрета Паули
1.1.2 Коллективная кулоновская блокада
1.1.3 Насыщение усиления и квантовые корреляции
1.2 Уравнения Ланжевена-Гейзенберга и лазерный шум
1.3 Методы измерения квантового шума - гомодинный балансный детектор
1.4 Экспериментальная установка
1.5 Результаты измерения шумов лазеров в свободном режиме генерации
1.6 Стабилизация продольных мод и сжатие для лазеров 1.3 мкм
1.7 Обсуждение результатов
1.8 Двумодовая модель лазера
1.9 Численные оценки
1.10 Результаты измерений лазеров 0.8 мкм в режиме стабилизации продольных мод
1.11 У чет выжигания спектральных провалов
1.11.1 Стационарное решение
1.11.2 Шум числа фотонов в резонаторе
1.11.3 Шум выходящего по тока потока фотонов
2 Оператор относительной фазы
2.1 Некоторые исторические замечания
2.2 Фаза одной моды - может ли она существовать
2.3 Оператор относительной фазы
2.4 Как измерить относительную фазу - квантовый предел точности

2.5 Оператор фазового сдвига
2.6 Распределение вероятности для относительной фазы
2.7 Коммутационные соотношения и соотношение неопределенностей

2.8 Оператор относительной фазы в классическом пределе
2.9 Оператор относительной фазы и принцип соответствия
3 Равнораспределенные состояния и интереферометрия на пределе Гейзенберга
3.1 Введение
3.2 Экспериментальная установка
4 Комплементарные явления в интерферометре и стирание квантовой информации
4.1 Введение, определение видности, обобщение на случай одного фотона
4.2 Определение плеча интерферометра, по которому прошел фотон -различимость «пути»
4.3 Соотношение комплементарное™ между видностью и различимостью пути
4.4 Экспериментальная проверка соотношения комплементарное™
4.4.1 Максимально перепутанные состояния
4.4.2 Частично перепутанное состояние
5 Принцип неопределенности для дискретных операторов
5.1 Обобщение понятия дополнительности для дискретных операторов

5.2 Соотношение неопределенностей типа Гейзенберга-Робертсона
5.3 Комплементарные операторы с двуми собственными состояниями

5.4 Комплементарное™ и соотношение неопределенностей для одновременных измерений сопряженных величин

6 Минимизация произведения неопределенностей для состояний е
дискретным спектром
6.1 Постановка вопроса
6.2 Проблема правильного среднего при неразрушающих измерениях

6.3 Минимизация неопределенностей, выбор правильного базиса для измерений
6.4 Экспериментальная реализация одновременных измерений с минимальным произведением неопределенностей
Заключение
Литература
Приложение. Вывод коммутационного соотношения

Заметим, что добавленный шум разделения на двух выходах антикоррелирован: если один лишний фотон был пропущен делителем (положительная флуктуация), значит на один фотон меньше мы обнаружим в отраженном пучке (отрицательная флуктуация). Если фотодетсктор обладает идеальной квантовой эффективностью, то, как и следовало ожидать, сумма фототоков даст нам поток электронов, статистика которого в точности повторяет статистику падающего на делитель потока фотонов, в котором антикоррелированные компоненты добавленного шума разделения полностью погасят друг друга. Однако, взяв разность фототоков, мы полностью вычтем шум исходного поля, оставив сумму двух компонент добавленного шума разделения. Эта разность фототоков будет содержать только шум разделения, внесенный делителем, в точности равный уровню дробового шума для входного поля.
Более строго это можно объяснить тем, что на открытый вход делителя поступают вакуумные флуктуации. В этом случае шум разности фототоков определяется вакуумными флуктуациями, т.е. соответствует дробовому уровню для входного поля и не зависит от исходного шума. При таком описании вакуумные флуктуации поля смешиваются на делителе со входным потоком фотонов. Вакуумное поле не изменяет общего числа фотонов, поэтому среднее число электронов в суммарном фототокс будет равно среднему числу фотонов во входном пучке (с поправкой на квантовую эффективность прибора). Также, поскольку между двумя входными полями делитель вносит фазовый сдвиг, равный к, вакуумные флуктуации на выходах будут антикоррелированы и в суммарном фототоке взаимоуничтожатся. Хотя флуктуации вакуумного поля малы, они взаимодействуют с большим макроскопическим полем входного потока фотонов, в результате чего в разностном фототоке наблюдается дробовой шум.