弱測量理論及其在光機械系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、關(guān)于量子力學(xué)基本原理的研究不僅豐富我們的科學(xué)知識，而且也增進我們對自然法則的理解。這些研究也推動許多技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，如量子非定域性問題已經(jīng)被應(yīng)用于量子密碼學(xué)，波粒二象性的理解使半導(dǎo)體技術(shù)成為可能以及薛定諤貓的研究促進量子信息處理和通信領(lǐng)域發(fā)展。
　　在檢查量子測量過程中，由阿哈羅洛夫(Aharonov)，艾伯特(Albert)和魏德曼(Vaidman)引入系統(tǒng)和指針之間弱耦合的弱測量概念，并且定義了所測系統(tǒng)觀測量的弱值。系統(tǒng)觀測量

2、的弱值可以超出了系統(tǒng)觀測量的本征值范圍。弱值的特征通常被認為是弱信號的放大效應(yīng)。首次，用光學(xué)手段實現(xiàn)弱值之后，它被應(yīng)用在不同領(lǐng)域為觀察非常小的效果，如光速偏轉(zhuǎn)、頻率偏移、相位偏移、角度偏移、速度偏移、甚至溫度偏移。盡管弱測量有很多應(yīng)用，但是在光機械中它的應(yīng)用很少被報道。眾所周知，當只有一個光子在光機械腔中，由單光子引起的鏡子位置的平移很難被探測，那是因為它遠小于鏡子波包的傳播幅度。換句話說，一個光子的輻射壓力很難被測量。因此，在當前實驗

3、條件下，能否使用弱測量方法來放大一光子的輻射壓力是非常有意義的。
　　在第一章中，闡述了論文的研究背景，接下來在第二章介紹了一些基礎(chǔ)知識。本論文的主要工作分布在第三章到第五章。第三章和第四章，主要研究不同量子指針的弱測量如何來提高光機械系統(tǒng)中鏡子位置的平移。在第三章，基于與弱測量相結(jié)合的光機械系統(tǒng)，當鏡子（量子指針）初始化為基態(tài)時，我們發(fā)現(xiàn)鏡子位置的平移可以被放大，此放大效應(yīng)發(fā)生在光子的后選擇態(tài)正交于光子的初態(tài)這個情況下，那是不能