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空間量子拍之探討
Thesis

空間量子拍之探討

張博舜
Masters, National Tsing Hua University
1988

Abstract

量子拍空間光光子偵測器量子
兩道經分光鏡混合後的光,用兩個前面放置有濾光片的光子偵測器去測,可觀察到非古典拍的現象,必須用量子干涉理論來解釋,稱之為量子拍(quautuw beat)。兩個濾光片的濾通帶之言心頻率若相同的話,則只能測到光子波包的重疊情形,中心頻率不相同時才能測出光子波包內不同的頻率分量之間的干涉情形,這種干涉造成量子拍,而兩個中心頻率的差就是量子拍的頻率。以二模單光子態所得之量子拍的週期為37fs,包跡寬度為100fs ,和理論上分別由中心頻率的頻率差以及濾通帶之頻寬所預測的值相附。干涉現象的產生是由於光具有調性,在量子光學理論裡,光的同調性推廣到無窮多階。第一階同調性就是古典光學裡所用的同調性。量子拍是用兩個偵測器所觀察到的,必須用第二階同調性才能解釋產生的原因。古典光學裡用波疊加原理可以完滿解釋干涉現象,但在此則無解釋量子拍的現象。每一同階調性的值都是壹的光叫做同調態光,同調態的測不準度滿足測不準原理的極小值,是一種最小測不準態。若把某一邊的測不準度壓縮致使另一邊的測不準度變大,則得到緊挾態,它也是最小測不準態。用來產生量子拍的那兩道光具有相干性,必須用二模的態來描述。在此文裡,計算三種不同的態:二模同調態,二模未激發緊挾態,二模緊挾態。二模同調態是兩個同調態的直接乘積,不難處理。二模緊挾態則牽涉到兩個模態的算符會互相藕合的問題,算符的交換問題必須謹慎處理。二模同調態的計算結果可以產生2.4fs 量子拍。二模挾態的計算結果仍然無法用電腦做數值模擬。

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