Квантовая оптика - 2
Чехова М.В.

Спецкурс подготовлен Д.Н.Клышко и читается студентам кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ во 2-м семестре 5-го курса; форма отчетности - экзамен.

Основное внимание части курса уделяется описанию поляризационных состояний электромагнитного поля. Рассматриваются поляризационные преобразования для различных состояний поля (когерентных, стационарных, сжатого вакуума и др.), дается общий подход описания преобразований поляризации как вращений. Также обсуждаются методы преобразования параметров поля четвертого порядка.

Программа курса «Квантовая оптика-II»

1. Поляризация фотонов
Двухмодовое поле. Вектор поляризации и вектор Стокса. Задание состояния на сфере Пуанкаре. Матрицы Джонса и Мюллера. Действие фазовых пластинок и ротаторов. Однофотонное состояние. Коммутационные соотношения для операторов Стокса. Аналогия с вектором Блоха. Измерение компонент вектора Стокса. Соотношение неопределенностей для компонент вектора Стокса.

2. Геометрическая фаза
Примеры проявления геометрической фазы. Измерение геометрической фазы в интерферометре Маха-Цендера. Фаза Панчаратнама. Динамическая и геометрическая фаза. Изменение геометрической фазы при движении по сфере Пуанкаре. Эффект Ааронова-Бома. Квантовые магнетометры.

3. Корреляция фотонов
Преобразование моментов 2-го и 4-го порядка. Эксперименты с четвертыми моментами: антикорреляция, скрытая поляризация, двухфотонная интерференция и интерференция Брауна-Твисса.

4. Сжатые состояния поля
Сжатый свет. Дисперсия квадратур для когерентного состояния. Спектр фототока при наличии обратной связи. Параметрический усилитель с вакуумом на входе: гамильтониан, представление Гейзенберга, ВФ в представлении Шредингера. Преобразование Боголюбова. Экспериментальное обнаружение сжатия. Поляризационное сжатие.

Литература:

1. Шерклифф. Поляризованный свет. М.: Мир, (1965)
2. Л.Мандель, Э.Вольф. Оптическая когерентность и квантовая оптика. М.:Физматлит, (2000)
3. Дж.Берч, А.Джеррард. Введение в матричную оптику.
4. Д.Н.Клышко, ЖЭТФ, т.111, вып.6, с.1955-1983 (1997)
5. Д.Н.Клышко, УФН, т.63, №11, с.1,(1993)
6. Д.Н.Клышко, УФН, т.165, №11, с.1249, (1995)
7. Д.Н.Клышко, УФН, т.168, №9, с.975, (1998)

Тексты лекций:
Лекция 1.
Лекция 2.
Лекция 3.
Лекция 4.
Лекция 5.
Лекция 6.
Лекция 7.