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多光子干涉理论研究

作　者: 杨军
导　师: 陈平形
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 物理学
关键词: 互补原理可区分性多光子干涉聚束效应
分类号: O431.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 93次
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内容摘要

多光子干涉作为一种光的高阶相干现象,在量子信息处理中得到广泛应用,对这个现象的研究也可以加深对量子力学基本理论的理解。本论文主要在理论上研究了多光子干涉现象。其主要内容包括:1.介绍多光子干涉研究的历史、用到的基本器件以及几种典型的多光子干涉现象,并简单介绍其在量子信息中的重要应用。2.众所周知,不可区分性导致干涉,但文献对不可区分性的定义不是很明确。本文认为,所谓的不可区分性应该基于具体的探测方案,即对于某个探测方案,如果有几种可能的实现方式,而且这些方式不能由所执行的探测方案区分开来,则会发生干涉现象,而究竟是发生相长干涉还是相消干涉是由各种可能方式之间的相对相位决定的。同时本文也讨论了偏振可区分性对干涉效果的定量影响。3.光的聚束效应的发现是量子光学的起点。现在一般认为,光场二阶相干所展现的聚束效应的物理本质是双光子干涉。我们发现,在高阶相干中有类似的广义聚束效应,我们利用多光子相长干涉解释这种广义聚束效应,并且提出将这种聚束效应最大限度发挥出来的方法。4.互补原理是量子力学的核心之一。随着量子力学理论的深入和技术的进步,人们开始了互补原理的定量研究,但绝大多数成果都是针对单粒子干涉的。我们研究了双光子干涉中所体现的互补性,并针对两个具体的双光子干涉方案,分别对相消干涉和相长干涉给出互补性的定量关系式。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章绪论  10-24
  1.1 多光子干涉的历史  10-11
  1.2 与多光子干涉相关的几种基本器件  11-15
    1.2.1 无损分束器  11-13
    1.2.2 自发参量下转换  13-14
    1.2.3 波片对偏振的旋转  14-15
  1.3 几种典型的多光子干涉  15-18
    1.3.1 Hong-Ou-Mandel 干涉  15-16
    1.3.2 Franson 干涉  16-17
    1.3.3 “鬼”干涉  17-18
  1.4 多光子干涉的应用  18-24
    1.4.1 非局域性  19-20
    1.4.2 量子密钥分配  20-21
    1.4.3 隐形传态  21-22
    1.4.4 多光子干涉与de Broglie 波长  22-24
第二章可区分性与多光子干涉  24-41
  2.1 干涉与可区分性的关系  24-27
  2.2 对多光子干涉的一个理解  27-31
  2.3 可区分性对多光子干涉的影响  31-41
    2.3.1 时间可区分性对多光子干涉的影响  31-38
    2.3.2 偏振可区分性对多光子干涉的影响  38-41
第三章多光子干涉与聚束效应  41-46
  3.1 双光子HOM 干涉解释聚束效应  41-42
  3.2 多光子相长干涉解释广义聚束效应  42-46
第四章量子干涉与互补性  46-54
  4.1 单光子干涉与互补性  46-49
  4.2 双光子干涉与互补性  49-54
第五章总结与展望  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-61
作者在学期间取得的学术成果  61

多光子干涉理论研究

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