Неклассические световые эффекты, проявляющиеся в интерференции, дифракции и распространении оптических солитонов

• Автор: Белинский, Александр Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 239 с. : ил

НЕКЛАССИЧЕСКИЕ СВЕТОВЫЕ ЭФФЕКТЫ, ПРОЯВЛЯЮЩИЕСЯ В ИНТЕРФЕРЕНЦИИ, ДИФРАКЦИИ И РАСПРОСТРАНЕНИИ ОПТИЧЕСКИХ СО-ЛИТОНОВ
Оглавление
Введение
Глава 2. Квантовые флуктуации света и их преобразование
1.1. Пространственная когерентность одномодовых лазерных пучков
1.2. Генерация сжатых и субпуассоновсхих состояний
1.2.1. Сжатые состояния, классическая аналогия
1.2.2. Сжатые состояния дифрагирующих параметрически усиленных световых пучков
1.2.3. Преобразование квантовых полей при самовоздействии
1.2.3.1. Преобразование поля при однократном проходе границы раздела линейной и нелинейной сред
1.2.3.2. Преобразование квантовых полей в лазерном резонаторе с нелинейным выходным зеркалом
1.2.4. Генерация субпуассоновских пространственно-временных полей широкоапертурным бистабильным интерферометром и депрессия квантовых шумов изображений

1.3. Основные результаты
Глава 2. Квантовые флуктуации при распространении шре-дингеровских солитонов
2.1. Распространение солитонов в недиссипативной среде: гейзенберговское описание
2.1.1. Квантовое нелинейное уравнение Шредингера
2.1.2. Континуально - интегральная форма нелинейного уравнения Шредингера
2.1.3. Сжатые состояния солитона на начальном этапе
2.1.4. Подавление флуктуаций интенсивности, субпуассоновская статистика фотонов
2.2. Распространение солитонов в недиссипативной среде: шредингеров-ское описание. Предельная длина пробега
2.2.1. Эволюция средней амплитуды, интенсивности и флуктуаций
2.2.2. Форма солитона
2.2.3. Сжатые состояния
2.3. Влияние диссипации и усиления на распространение шредингеровских солитонов
2.3.1. Широкополосное усиление и потери
2.3.1.1. Квантовая неопределенность амплитуды и импульса
2.3.1.2. Квантовая неопределенность фазы и положения
2.3.1.3. Сжатые состояния солитона в световоде с усилением и потерями
2.3.1.4‘ Численные оценки и некоторые выводы
2.3.2. Узкополосное усиление и потери
2.3.2.1. Базовая модель и основные соотношения

2.3.2.2. Эволюция неопределенности импульса в адиабатическом приближении
2.3.2.3. Дисперсия флуктуаций волнового числа
2.3.2.4. Неопределенность положения солитона
2.3.2.5. Предельный пробег солитона
2.4. Основные результаты
Приложение 2.1. Средняя амплитуда солитона Приложение 2.2. Средняя интенсивность солитона Приложение 2.3. Дисперсия флуктуадий числа фотонов солитона Приложение 2.4. Средний квадрат поля солитона
Глава 3. Интерференционные квантовые эффекты
3.1. Интерференция света и априорное существование наблюдаемых
3.1.1. Интерференция третьего порядка
3.1.2. Интерференция света и скрытые переменные
3.1.2.1. Неравенства Белла типа Клаузера - Хорна - Шимони -Хольта (КХШХ) и Клаузера - Хорна (КХ)
3.1.2.2. Квантовый расчет схем с двумя наблюдателями
3.1.2.3. Интерференция четвертого порядка и априорное существование определенного числа фотонов
3.1.2.4- Шестимодовая интерференция
3.1.2.5. Неравенство Белла для трех наблюдателей
3.1.2.6. Неравенства Белла для четырех наблюдателей
3.1.2.7. Теорема Белла для пяти и большего числа наблюдателей
3.1.2.8. Парадокс Гринбергера - Хорна - Цайлингера (ГХЦ) для трех и четырех наблюдателей

снижающего эффективность сжатия в расходящихся лучках, может быть скомпенсировано линзой с фокусным расстоянием /', значительно превышающим линейные размеры кристалла Ьх, Ьу, Ь2. Оптическая ось линзы должна совпадать с осью г, а центр кристалла - с передним фокусом линзы. Это заметили М.И.Колобов и И.В.Соколов [21].
Сжатые состояния можно получить в результате смешения параметрически усиленных мод, например, на 50% -ном светоделителе (см. рис. 1.2.1). При этом оператор уничтожения фотона на выходе светоделителя равен
= ~дкх + Ъ-к±)- (79)
Для дисперсий флуктуаций квадратурных компонент (47) такого поля имеем А[12, 13, 14, 39] (фазовый сомножитель не учитывается)

(АХ1х)
(Скк 2 , Скк л , Щ

V 7
[/кк2 _ Скк V 7 )
к г?Скк
003 2к~у “

2 к Т
е2’ +

''Скк у
к 7

Скк * к I?Скк . » соэ Ф - -ф—— зт Ф
7 2&
А?1 уСкк . 2к
- * (§)’> (80)
э1п Ф
е » * -I- ——г—эт Ф

(81)
где, как и ранее, Ф = а(х)— фаза накачки.
Максимальное сжатие достигается при Д = 0. Наличие фазовой расстройки приводит к снижению эффективности сжатия, что выражается в увеличении дисперсии подавляемой квадратуры (в данном случае К) с ростом к±, причем для наклонных компонент существуют оптимальные, с точки зрения минимизации флуктуаций, значения фазы накачки. Результаты расчетов приведены на рис.1.2.2 и 1.2.3.