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 (Джонса) и вектор Стокса. Задание состояния на сфере Пуанкаре. Матрицы Джонса и Мюллера. SU(2) – преобразования. Действие фазовых пластинок и ротаторов. Преобразования поляризации как повороты на сфере Пуанкаре. Однофотонное состояние. Коммутационные соотношения для операторов Стокса. Аналогия с вектором Блоха. Измерение компонент вектора Стокса. Соотношение неопределенностей для компонент вектора Стокса. Двухфотонное состояние. Поляризационные состояния двухфотонного света и их представление на сфере Пуанкаре.
2. Неклассические состояния света
Наблюдаемые признаки неклассического света. Параметр группировки и фактор Фано. Функция Вигнера и ее измерение. Квантовая томография. Функция Хусими (Q-функция) и ее измерение. Основные виды неклассического света и способы их генерации. Слабый (однофотонный, двухфотонный) неклассический свет и «макроскопические» неклассические состояния света. Гомодинное детектирование. Сжатый вакуум. «Коты Шредингера». Неравенства Белла и эксперименты по их проверке.
3. Корреляция фотонов
Преобразование моментов 2-го и 4-го порядка. Эксперименты с четвертыми моментами: антикорреляция, скрытая поляризация (и их классические аналогии), двухфотонная интерференция и интерференция Брауна-Твисса. Приготовление бифотонов «типа II» из бифотонов «типа I». Представление на сфере Пуанкаре.
4. Сжатые состояния поля
Сжатый свет. Дисперсия квадратур для когерентного состояния. Параметрический усилитель с вакуумом на входе: гамильтониан, представление Гейзенберга, ВФ в представлении Шредингера. Преобразования Боголюбова. Экспериментальное обнаружение сжатия. Поляризационное сжатие. «Пучки-близнецы». Подавление флуктуаций разностного тока. Способы получения сжатого света.