多態(tài)疊加多模疊加光場等冪高次壓縮特性研究.pdf

1、本文根據(jù)量子力學(xué)的態(tài)疊加原理，構(gòu)造了五種不同的多態(tài)疊加多模疊加態(tài)光場。利用新近建立的多模壓縮態(tài)理論，研究了上述五種多態(tài)疊加多模疊加態(tài)光場的廣義非線性等冪次高次壓縮特性。得到了上述多模疊加態(tài)光場的廣義非線性等冪次高次壓縮的一般理論結(jié)果和具體的壓縮條件，由此獲得了一系列不同于現(xiàn)有報道的新的結(jié)果和結(jié)論。并在上述研究的基礎(chǔ)上，提出了一種制備多模疊加光場并使該光場產(chǎn)生壓縮效應(yīng)的實驗方案。 本文的研究結(jié)果，對于多模壓縮態(tài)光場領(lǐng)域的實驗技術(shù)探

2、索工作具有重要的指導(dǎo)價值。具體主要工作內(nèi)容如下： 1.根據(jù)量子力學(xué)的態(tài)疊加原理：1)構(gòu)造了由多模(q模)偶相干態(tài)和多模(q模)虛偶相干態(tài)的線性疊加所組成的四態(tài)疊加多模振幅-相位混合Schrodinger-cat態(tài)光場｜ψe(4)，Ⅲ〉q；2)構(gòu)造了由偶數(shù)模(2q模)多模偶相干態(tài)和偶數(shù)模(2q模)多模奇相干態(tài)的線性疊加所組成的四態(tài)疊加多模振幅-相位混合Schrodinger-cat態(tài)光場｜ψoe(4)，Ⅰ〉2q；3)構(gòu)造了由偶數(shù)模

3、(2q模)多模偶相干態(tài)和偶數(shù)模(2q模)多模虛偶相干態(tài)的線性疊加所組成的四態(tài)疊加多模振幅-相位混合Schrodinger-cat態(tài)光場｜ψe(4)，Ⅱ〉2q；4)構(gòu)造了由5個不同的多模相干態(tài)的線性疊加所組成的五態(tài)疊加多模疊加態(tài)光場｜ψ(5)〉q；5)構(gòu)造了由5個不同的多模泛函相干態(tài)的線性疊加所組成的強度不相等的非對稱五態(tài)疊加多模泛函疊加態(tài)光場｜ψj(5)(fj)>q。 2.利用多模壓縮態(tài)理論，分別研究了態(tài)｜ψc(4)，Ⅲ〉q的廣

4、義電場分量和廣義磁場分量的等冪次N次方H壓縮(即高次和壓縮；下同)特性，分別得到了態(tài)｜ψc(4)，Ⅲ〉的廣義電場分量和廣義磁場分量的等冪次N次方H壓縮的一般理論結(jié)果。經(jīng)過理論分析和解析計算，分別得到了態(tài)｜ψc(4)，Ⅲ〉q的廣義電場分量和廣義磁場分量的等冪次N次方H壓縮的壓縮條件和等冪次N-H最小測不準(zhǔn)態(tài)的條件。詳細討論了光場的經(jīng)典強度、經(jīng)典振幅以及經(jīng)典相位對態(tài)｜ψe(4)，Ⅲ〉q的廣義電場分量和廣義磁場分量的等冪次N次方H壓縮特性的影

5、響。分析表明：態(tài)｜ψe(4)，Ⅲ〉q的廣義電場和廣義磁場這兩個正交相位分量所分別呈現(xiàn)的等冪次N次方H壓縮效應(yīng)，兩者總是呈現(xiàn)出周期性的對稱互補關(guān)系。 3.利用多模壓縮態(tài)理論，研究了態(tài)｜ψoe(4))，Ⅰ〉2q的廣義非線性等冪次N次方X壓縮(即高次差壓縮；下同)特性。得到了態(tài)｜ψoe(4)，Ⅰ〉2的廣義非線性等冪次N次方X壓縮的一般理論結(jié)果。進一步研究發(fā)現(xiàn)，在一定的壓縮條件下，態(tài)｜ψoe(4)，Ⅰ>2q的兩個正交相位分量可同時呈現(xiàn)出

6、廣義非線性等冪次N次方X壓縮效應(yīng)；這種全新的非經(jīng)典物理現(xiàn)象稱為態(tài)｜ψoe(4)，Ⅰ〉2q的廣義非線性等冪次N次方X完全壓縮效應(yīng)。 4.利用多模壓縮態(tài)理論，進一步研究了態(tài)｜ψe(4)，Ⅱ〉2q的廣義非線性等冪次N次方X壓縮特性。結(jié)果表明：1)在一定的條件下，態(tài)｜ψe(4)，Ⅱ〉2q也可呈現(xiàn)出廣義非線性等冪次N次方X完全壓縮效應(yīng)。從而充分說明，廣義非線性等冪次N次方X完全壓縮現(xiàn)象在偶數(shù)模(2q模)多模疊加態(tài)光場領(lǐng)域是一種普遍現(xiàn)象。2

7、)同時，經(jīng)進一步分析發(fā)現(xiàn)：①兩個截然不同且在宏觀上完全可以分辨的多模疊加態(tài)光場，在相同的壓縮條件下，所呈現(xiàn)出的廣義非線性等冪次N次方X完全壓縮效應(yīng)在壓縮特征、壓縮幅度和壓縮深度上是完全相同的。這一種全新的非經(jīng)典物理現(xiàn)象稱為廣義非線性等冪次N次方X完全壓縮簡并現(xiàn)象；②兩個截然不同且在宏觀上完全可以分辨的多模疊加態(tài)光場，在相同的壓縮條件下，所呈現(xiàn)出的廣義非線性等冪次N次方X完全壓縮效應(yīng)在壓縮特征和壓縮規(guī)律上相同，但在壓縮幅度和壓縮深度上卻不

8、相同。這一種全新的非經(jīng)典物理現(xiàn)象稱為廣義非線性等冪次N次方X相似完全壓縮現(xiàn)象。此外，本文還分別對“X完全壓縮”、“X完全壓縮簡并”和“X相似完全壓縮”這三個新的物理概念進行了嚴(yán)格的理論界定。 5.利用多模壓縮態(tài)理論，研究了態(tài)｜ψ(5)〉q的廣義非線性等冪次N次方Y(jié)壓縮(即高次振幅壓縮；下同)特性，得到了態(tài)｜ψ(5)〉q的廣義非線性等冪次N次方Y(jié)壓縮的一般理論結(jié)果。并在理論分析和解析計算的基礎(chǔ)上，得到了態(tài)｜ψ(5)〉q的廣義非線性

9、等冪次N次方Y(jié)壓縮的壓縮條件，詳細討論了光場的經(jīng)典振幅、經(jīng)典強度以及經(jīng)典相位等因素對態(tài)｜ψ(5)〉q的廣義非線性等冪次N次方Y(jié)壓縮特性的影響，揭示出態(tài)｜ψ(5)〉q的廣義非線性等冪次N次方Y(jié)壓縮現(xiàn)象的一般特征。分析表明，現(xiàn)有的有關(guān)兩態(tài)、三態(tài)和四態(tài)疊加多模疊加光場的廣義非線性等冪次N次方Y(jié)壓縮特性的研究結(jié)果，只是本文關(guān)于態(tài)｜ψ(5)〉q的普遍性研究結(jié)果在各種不同情況下的特例；另外，本文關(guān)于態(tài)｜ψ(5)〉q所采用的研究方法可進一步推廣到研究

10、任意多個多模相干態(tài)的疊加態(tài)光場的廣義非線性等冪次N次方Y(jié)壓縮特性的情形。 6.利用多模壓縮態(tài)理論，研究了強度不等的非對稱五態(tài)疊加多模泛函疊加態(tài)光場｜ψj(5)(fj)>q的廣義非線性等冪次N次方H壓縮特性，得到了多模泛函疊加態(tài)光場｜ψj(5)(fj)>q的廣義非線性等冪次N次方H壓縮的一般理論結(jié)果。得到了態(tài)的｜ψj(5)(fj)>q廣義非線性等冪次N次方H壓縮現(xiàn)象的壓縮條件，詳細討論了光場的經(jīng)典振幅、經(jīng)典強度和經(jīng)典相位的任意空間

11、分布對態(tài)｜ψj(5)(fj)>q的等冪次N次方H壓縮特性的影響。分析表明，現(xiàn)有的有關(guān)兩態(tài)、三態(tài)和四態(tài)疊加多模泛函疊加態(tài)光場的廣義非線性等冪次N次方H壓縮特性的研究結(jié)果僅僅是本文構(gòu)造的多模泛函疊加態(tài)光場｜ψj(5)(fj)>q的一般性研究結(jié)果在各種不同情況下的特例；因此，本文關(guān)于態(tài)｜ψj(5)(fj)>q的廣義非線性等冪次N次方H壓縮特性的研究結(jié)果可以進一步推廣到研究由任意多態(tài)疊加多模泛函疊加光場的情形。 7、對現(xiàn)有的產(chǎn)生單模SC