作者：张智明
页数：236
出版社：科学出版社
出版日期：2015
ISBN：9787030433701
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本书将系统地介绍量子光学的基本理论和典型实验。主要内容包括：经典电磁场与原子的相互作用；电磁场的量子性质；量子电磁场与原子的相互作用；耗散的量子理论；量子光学中常用的实验系统及典型实验；量子信息科学简介；冷原子物理简介。
本书特色
本书将系统地介绍量子光学的基本理论和典型实验。主要内容包括：经典电磁场与原子的相互作用；电磁场的量子性质；量子电磁场与原子的相互作用；耗散的量子理论；量子光学中常用的实验系统及典型实验；量子信息科学简介；冷原子物理简介。
目录
《信息科学技术学术著作丛书》序序前言
第1章 量子力学基础 11.1 量子力学和量子光学发展简史 11.2 量子力学的基本原理 21.3 态矢量和力学量算符的表象及表象变换 61.3.1 表象的概念 61.3.2 态矢量在具体表象中的表示 61.3.3 算符在具体表象中的表示 81.3.4 表象变换 81.3.5 表象变换的性质 91.4 纯态、混合态、密度算符 101.4.1 纯态和混合态的概念 101.4.2 纯态和混合态举例 121.4.3 密度算符的运动方程 121.5 一维谐振子 131.5.1 一维谐振子的本征态和本征能量 131.5.2 量子态在坐标表象中的表示式 141.6 两态系统、泡利自旋算符 151.7 多体系统、约化密度算符、纠缠态、vonNeumann熵 171.8 量子力学中的绘景 191.8.1 常用的兰种绘景（薛定诗绘景、海森堡绘景、相互作用绘景） 191.8.2 一般绘景之间哈密顿量的变换 221.8.3 绘景变换举例 22参考文献 25第2章 经典电磁场与原子的相互作用 262.1 多模电磁场与多能级原子相互作用的一般形式 262.1.1 哈密顿量的形式 262.1.2 薛定湾方程的求解 272.2 单模电磁场与多能级原子的相互作用 282.3 单模电磁场与二能级原子的相互作用 312.3.1 哈密顿量的形式 312.3.2 薛定谭方程和密度矩阵方程的求解 322.3.3 耗散的唯象描述 412.4 双模电磁场与三能级原子的相互作用 422.4.1 哈密顿量的形式 422.4.2 薛定海方程的求解 432.4.3 相干布居数囚禁、囚禁态、暗态、相干布居数转移 442.4.4 电磁诱导透明 472.4.5 元吸收而折射率增强 502.4.6 元反转激光 53参考文献 54第3章 电磁场物理量的算符表示 563.1 电磁场的驻波（正则模）形式 573.2 电磁场的行波形式 61参考文献 64第4章 电磁场的量子态 654.1 单模场的量子态 654.1.1 光子数态（Fock态） 654.1.2 相干态 674.1.3 压缩态 724.1.4 相干态的叠加态 834.1.5 热态 914.2 多模光场的量子态 924.2.1 双模压缩真空态 934.2.2 其他多模光场态 974.2.3 电磁场的量子态小结 974.3 光学分束器的理论描述及其对电磁场量子态的变换 974.3.1 光学分束器的经典描述 974.3.2 光学分束糠的量子描述 994.3.3 光学分束器对电磁场量子态的变换 99参考文献 101第5章 电磁场量子态在相干态表象中的表示 1035.1 光子数态表象（离散变量表象）、光子数概率分布函数 1035.2 相干态表象（连续变量表象）、准概率分布函数 1045.2.1 P(a）函数 1055.2.2 Q(a）函数 1085.2.3 Wigner函数 1115.3 特征函数 1125.4 本章 小结 116参考文献 117第6章 电磁场的相干性 1196.1 经典一阶相干画数 1196.2 量子一阶相干函数 1226.3 经典二阶相干函数 1246.4 量子二阶相干函数 1266.5 量子高阶相干函数 1286.6 本章 小结 128参考文献 130第7章 量子电磁场与原子的相互作用 1317.1 量子多模电磁场与多能级原子相互作用的晗密顿量 1317.2 量子单模电磁场与多能级原子的相互作用 1327.3 量子单模电磁场与二能级原子的相互作用——JC模型 1347.3.1 系统的哈密顿量 1347.3.2 薛定谔方程的求解 1357.4 缀饰态 1457.5 原子在自由空间的自发辐射：Weisskopf-Wigner理论 1487.5.1 电磁场的模密度 1487.5.2 二能级原子的自发辐射 1497.5.3 三能级原子的双光子级联发射 153参考文献 155第8章 耗散和退相干的置于理论 1578.1 量子跳跃理论 1578.1.1 量子跳跃与非幺演化 1578.1.2 退相干 1598.2 密度算符方程和Fokker-Planck方程 1618.2.1 密度算符方程的一般形式 1618.2.2 二能级原子的辐射 1658.2.3 单模腔场的衰减 1688.3 Heisenberg-Langevin方程 1738.3.1 单模腔场的衰减与涨落 1738.3.2 腔场的双时关联函数和光谱线型 1778.4 腔场耗散的输入－输出形式 1788.5 本章 小结 182参考文献 183第9章 量子光学实验中常用的物理系统 1849.1 腔量子电动力学系统 1849.1.1 JC模型的实验实现 1889.1.2 原子纠缠态的制备 1899.1.3 腔场薛定诗猫态（相干态的相干叠加态）的制备 1909.1.4 光子数的非破坏性测量 1929.2 超导电路量子电动力学系统 1939.3 因禁离子系统 1959.4 光学系统 1979.4.1 单光子Mach-Zehnder干涉仪 1979.4.2 纠缠光子源：白发参量下转换 1999.4.3 Hong-Ou－Zehnder干涉仪 202参考文献 203第四章 量子信息科学简介 20510.1 量子信息科学中的若干基本概念 20510.2 量子通信 20710.2.1 量子密集编码 20710.2.2 量于隐形传态 20810.2.3 量子密钥分发 20910.3 量子计算 21210.3.1 量子寄存器 21210.3.2 量于逻辑门 21310.3.3 量子算法 217参考文献 218第11章 冷原子物理简介 22011.1 光场对原子的作用力 22111.2 光学薪团、激光冷却原子的机理和温度极限 22311.3 囚禁原子的阱 22511.4 玻色－爱因斯坦凝聚和相干原子波激射器 227参考文献 228附录 229
第1章 量子力学基础 11.1 量子力学和量子光学发展简史 11.2 量子力学的基本原理 21.3 态矢量和力学量算符的表象及表象变换 61.3.1 表象的概念 61.3.2 态矢量在具体表象中的表示 61.3.3 算符在具体表象中的表示 81.3.4 表象变换 81.3.5 表象变换的性质 91.4 纯态、混合态、密度算符 101.4.1 纯态和混合态的概念 101.4.2 纯态和混合态举例 121.4.3 密度算符的运动方程 121.5 一维谐振子 131.5.1 一维谐振子的本征态和本征能量 131.5.2 量子态在坐标表象中的表示式 141.6 两态系统、泡利自旋算符 151.7 多体系统、约化密度算符、纠缠态、vonNeumann熵 171.8 量子力学中的绘景 191.8.1 常用的兰种绘景（薛定诗绘景、海森堡绘景、相互作用绘景） 191.8.2 一般绘景之间哈密顿量的变换 221.8.3 绘景变换举例 22参考文献 25第2章 经典电磁场与原子的相互作用 262.1 多模电磁场与多能级原子相互作用的一般形式 262.1.1 哈密顿量的形式 262.1.2 薛定湾方程的求解 272.2 单模电磁场与多能级原子的相互作用 282.3 单模电磁场与二能级原子的相互作用 312.3.1 哈密顿量的形式 312.3.2 薛定谭方程和密度矩阵方程的求解 322.3.3 耗散的唯象描述 412.4 双模电磁场与三能级原子的相互作用 422.4.1 哈密顿量的形式 422.4.2 薛定海方程的求解 432.4.3 相干布居数囚禁、囚禁态、暗态、相干布居数转移 442.4.4 电磁诱导透明 472.4.5 元吸收而折射率增强 502.4.6 元反转激光 53参考文献 54第3章 电磁场物理量的算符表示 563.1 电磁场的驻波（正则模）形式 573.2 电磁场的行波形式 61参考文献 64第4章 电磁场的量子态 654.1 单模场的量子态 654.1.1 光子数态（Fock态） 654.1.2 相干态 674.1.3 压缩态 724.1.4 相干态的叠加态 834.1.5 热态 914.2 多模光场的量子态 924.2.1 双模压缩真空态 934.2.2 其他多模光场态 974.2.3 电磁场的量子态小结 974.3 光学分束器的理论描述及其对电磁场量子态的变换 974.3.1 光学分束器的经典描述 974.3.2 光学分束糠的量子描述 994.3.3 光学分束器对电磁场量子态的变换 99参考文献 101第5章 电磁场量子态在相干态表象中的表示 1035.1 光子数态表象（离散变量表象）、光子数概率分布函数 1035.2 相干态表象（连续变量表象）、准概率分布函数 1045.2.1 P(a）函数 1055.2.2 Q(a）函数 1085.2.3 Wigner函数 1115.3 特征函数 1125.4 本章 小结 116参考文献 117第6章 电磁场的相干性 1196.1 经典一阶相干画数 1196.2 量子一阶相干函数 1226.3 经典二阶相干函数 1246.4 量子二阶相干函数 1266.5 量子高阶相干函数 1286.6 本章 小结 128参考文献 130第7章 量子电磁场与原子的相互作用 1317.1 量子多模电磁场与多能级原子相互作用的晗密顿量 1317.2 量子单模电磁场与多能级原子的相互作用 1327.3 量子单模电磁场与二能级原子的相互作用——JC模型 1347.3.1 系统的哈密顿量 1347.3.2 薛定谔方程的求解 1357.4 缀饰态 1457.5 原子在自由空间的自发辐射：Weisskopf-Wigner理论 1487.5.1 电磁场的模密度 1487.5.2 二能级原子的自发辐射 1497.5.3 三能级原子的双光子级联发射 153参考文献 155第8章 耗散和退相干的置于理论 1578.1 量子跳跃理论 1578.1.1 量子跳跃与非幺演化 1578.1.2 退相干 1598.2 密度算符方程和Fokker-Planck方程 1618.2.1 密度算符方程的一般形式 1618.2.2 二能级原子的辐射 1658.2.3 单模腔场的衰减 1688.3 Heisenberg-Langevin方程 1738.3.1 单模腔场的衰减与涨落 1738.3.2 腔场的双时关联函数和光谱线型 1778.4 腔场耗散的输入－输出形式 1788.5 本章 小结 182参考文献 183第9章 量子光学实验中常用的物理系统 1849.1 腔量子电动力学系统 1849.1.1 JC模型的实验实现 1889.1.2 原子纠缠态的制备 1899.1.3 腔场薛定诗猫态（相干态的相干叠加态）的制备 1909.1.4 光子数的非破坏性测量 1929.2 超导电路量子电动力学系统 1939.3 因禁离子系统 1959.4 光学系统 1979.4.1 单光子Mach-Zehnder干涉仪 1979.4.2 纠缠光子源：白发参量下转换 1999.4.3 Hong-Ou－Zehnder干涉仪 202参考文献 203第四章 量子信息科学简介 20510.1 量子信息科学中的若干基本概念 20510.2 量子通信 20710.2.1 量子密集编码 20710.2.2 量于隐形传态 20810.2.3 量子密钥分发 20910.3 量子计算 21210.3.1 量子寄存器 21210.3.2 量于逻辑门 21310.3.3 量子算法 217参考文献 218第11章 冷原子物理简介 22011.1 光场对原子的作用力 22111.2 光学薪团、激光冷却原子的机理和温度极限 22311.3 囚禁原子的阱 22511.4 玻色－爱因斯坦凝聚和相干原子波激射器 227参考文献 228附录 229
