量子光學(xué)導(dǎo)論單光子和雙光子物理
定 價(jià):69 元
- 作者:史硯華 著,徐平 譯,謝淵泓 校
- 出版時(shí)間:2016/5/19 3:47:00
- ISBN:9787040447637
- 出 版 社:高等教育出版社
- 中圖法分類:O431.2
- 頁(yè)碼:374
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
不同于本領(lǐng)域大多數(shù)傳統(tǒng)書籍,《量子光學(xué)導(dǎo)論--單光子和雙光子物理》是在分析典型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過(guò)程中自然地、循序漸進(jìn)地介紹基本的經(jīng)典和量子的概念以及探測(cè)技術(shù)。特別關(guān)注對(duì)實(shí)驗(yàn)部分的分析是本書有別于其他書籍之處。
《量子光學(xué)導(dǎo)論--單光子和雙光子物理》的主要貢獻(xiàn)有:在光場(chǎng)量子化之前引入“子場(chǎng)”及子場(chǎng)疊加干涉的概念,對(duì)光學(xué)相干性進(jìn)行綜述基于量子力學(xué)原理與規(guī)則,介紹場(chǎng)量子化及量子光學(xué)的概念和工具,分析了經(jīng)典相干性和量子相干性之間的異同,聚焦于量子光學(xué)中的核心研究課題,通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)器件和過(guò)程來(lái)解釋單光子和雙光子物理,進(jìn)而檢驗(yàn)相關(guān)理論。
《量子光學(xué)導(dǎo)論--單光子和雙光子物理》由于涉及很多基礎(chǔ)概念,很適合作為學(xué)生用書。同時(shí)本書也涵蓋大量高等量子光學(xué)概念,可以幫助科學(xué)家和其他專業(yè)人員提升對(duì)實(shí)驗(yàn)、理論及最新測(cè)量方法的理解。
《量子光學(xué)導(dǎo)論--單光子和雙光子物理》對(duì)領(lǐng)域內(nèi)令人激動(dòng)的發(fā)展和觀測(cè)進(jìn)行總結(jié),可以幫助各層次的讀者來(lái)利用現(xiàn)有概念、工具去總結(jié)、分析和解決在工作中遇到的量子光學(xué)問(wèn)題。
《量子光學(xué)導(dǎo)論--單光子和雙光子物理》將極大提升人們發(fā)現(xiàn)和理解新物理的方法和途徑,鼓勵(lì)人們學(xué)會(huì)用非傳統(tǒng)的概念來(lái)解釋新生的、歷史上的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。
《量子光學(xué)導(dǎo)論--單光子和雙光子物理》由國(guó)際知名學(xué)者、本領(lǐng)域先驅(qū)精心撰著,對(duì)光量子理論的基本原理和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行簡(jiǎn)明直接的歸納總結(jié)。本書著重對(duì)迄今為止在量子光學(xué)和量子信息領(lǐng)域最為激動(dòng)人心的一些實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行介紹和分析,幫助讀者理解光學(xué)領(lǐng)域正在發(fā)生的革命性變化!读孔庸鈱W(xué)導(dǎo)論--單光子和雙光子物理》是馬里蘭大學(xué)物理教授史硯華博士(Prof.Dr.Yanhua Shih)的一本極重要的量子光學(xué)專著,原書英文。它原是史硯華教授在馬大給高年級(jí)研究生和博士生講授量子光學(xué)課的授課筆記。史教授的這門研究生課中,在大量的量子光學(xué)最新理論成果及實(shí)驗(yàn)研究的分析基礎(chǔ)上介紹了量子光學(xué)的基本概念,業(yè)內(nèi)很有名氣。因而他的同事和學(xué)生都極力要求史教授將這份筆記整理出版。于是有了倫敦出版公司CRC在2011年出的英文版。該書出版后,其專科行業(yè)內(nèi)好評(píng)如潮,旋被歐美各大學(xué)圖書館、各相應(yīng)科系爭(zhēng)相訂購(gòu),選為量子光學(xué)高年級(jí)研究生授課教材或授課參考。特別要提到,該書被認(rèn)為對(duì)一些現(xiàn)代前沿光學(xué)應(yīng)用研究極具價(jià)值,故被美國(guó)各大國(guó)家實(shí)驗(yàn)室所訂購(gòu),作為研究開發(fā)及項(xiàng)目工程的重要理論指導(dǎo)書。據(jù)知,目前CRC正在加緊和史教授商談出新版事宜(Second Edition)!读孔庸鈱W(xué)導(dǎo)論--單光子和雙光子物理》的學(xué)術(shù)價(jià)值在于,著者不僅向年輕的研究生們系統(tǒng)地介紹了量子光學(xué)基本概念以及分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的特殊方法,并且在陳述量子理論的成功與問(wèn)題的基礎(chǔ)上,著重介紹了近年來(lái)發(fā)展的最新實(shí)驗(yàn)理論研究動(dòng)向。書中使用大量精湛的公式推演及最新的實(shí)驗(yàn)觀察分析講述如何從量子力學(xué)角度去理解和處理光子的波粒行為,剖析它與經(jīng)典理論在哲學(xué)思辨和物理解釋及理解的關(guān)鍵的不同之處。著者用了大量篇幅對(duì)與愛(ài)因斯坦-波多爾斯基-羅森(EPR)假想實(shí)驗(yàn)有關(guān)的概念,特別是對(duì)偶光子(Biphoton)和偶光子糾纏態(tài)(Entangled biphoton state)做了介紹和探討。明確地指出,雙光子干涉不是兩個(gè)光子之間的干涉,而是一個(gè)光子對(duì)與其自身的干涉。 而且,糾纏態(tài)光子對(duì),有別于普通概念的two photons。俄國(guó)人Klyshko首先使用了名詞Biphoton予以區(qū)別。為此,著者在書中使用了中譯名詞“偶光子”以突出其不同又不可區(qū)分的非局域性等非經(jīng)典特征,使之有別于普通雙光子概念。書中記述了在1986年,著者歷史性地用實(shí)驗(yàn)成功演示了正交偏振信號(hào)-閑置光子對(duì)的關(guān)聯(lián)干涉,即偶光子糾纏態(tài)的偏振干涉。在實(shí)驗(yàn)論證及數(shù)學(xué)推演的基礎(chǔ)上,作者給出了一個(gè)統(tǒng)一的量子干涉物理的機(jī)理:一個(gè)光子與其自身干涉。一個(gè)光子對(duì)與其自身干涉,一組n光子與其自身干涉。由此引出一系列極具吸引力的應(yīng)用前景。這本書是一部極有特色的著作,它關(guān)注的都是量子力學(xué)最新發(fā)展所揭示出來(lái)的那些不可理解卻又具重大意義的量子現(xiàn)象的物理本源,著名的如近十年來(lái)對(duì)經(jīng)典混沌熱光多光子關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)研究,所觀察到的類似于EPR偶光子糾纏態(tài)的非局域干涉現(xiàn)象,關(guān)聯(lián)探測(cè)中多光子量子振幅疊加現(xiàn)象的研究,非局域性點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系所發(fā)展出來(lái)的“鬼成像”技術(shù)應(yīng)用等等。
史硯華(Yanhua Shih),物理學(xué)教授,1987年獲馬里蘭大學(xué)物理學(xué)博士。于1989年秋在馬里蘭大學(xué)巴爾第摩分校(UMBC)建立了馬里蘭大學(xué)量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室。他的實(shí)驗(yàn)組被認(rèn)為是量子光學(xué)領(lǐng)域中試圖探索量子基礎(chǔ)理論問(wèn)題的領(lǐng)袖團(tuán)隊(duì)之一。他在多光子糾纏,多光子干涉及量子成像方面的開拓性研究受到物理及工程界極高的贊賞,并為此獲得了廣泛關(guān)注。2002年他獲得了量子光學(xué)蘭姆(Lamb)獎(jiǎng)。
前輔文
致謝
作者簡(jiǎn)介
第1章 光的電磁波理論和測(cè)量
1.1 光的電磁波理論
1.2 經(jīng)典疊加原理
1.3 光的測(cè)量
1.4 光強(qiáng):期望值和漲落
1.5 光強(qiáng)的測(cè)量:系綜平均和時(shí)間平均
本章小結(jié)
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第2章 光的相干性-輻射場(chǎng)的狀態(tài)
2.1 光的相干性
2.2 時(shí)間相干性
2.3 空間相干
本章小結(jié)
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第3章 光的衍射和傳播
3.1 光的衍射
3.2 光場(chǎng)的傳播
本章小結(jié)
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第4章 光學(xué)成像
4.1 經(jīng)典成像系統(tǒng)
4.2 透鏡的傅里葉變換
本章小結(jié)
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第5章 光的一階相干性
5.1 一階時(shí)間相干性
5.1.1 Γ(r 1 ,t 1 ;r 2 ,t 2 ): 混沌熱光
5.1.2 Γ(r 1 ,t 1 ;r 2 ,t 2 ): 大量的完全重疊及部分重疊的波包
5.1.3 Γ(r 1 ,t 1 ;r 2 ,t 2 ): 一個(gè)波包
5.1.4 Γ(r 1 ,t 1 ;r 2 ,t 2 ): 兩個(gè)波包
5.1.5 Γ(r 1 ,t 1 ;r 2 ,t 2 ): CW 激光輻射
5.2 一階空間相干性
本章小結(jié)
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第6章 光的二階相干性
6.1 相干光的二階相干性
6.2 混沌熱輻射二階關(guān)聯(lián)和 HBT 干涉儀
6.2.1 HBT 干涉儀 I: 二階時(shí)間相干性
6.2.2 HBT 干涉儀 II: 二階空間相干性
6.3 熱光的近場(chǎng)二階空間相干性
6.4 HBT 現(xiàn)象的物理本質(zhì)
6.5 HBT 關(guān)聯(lián)及探測(cè)時(shí)間平均
6.6 光的 N 階相干性
6.7 熱光的 N 階近場(chǎng)空間相干性
本章小結(jié)
附錄A
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第7章 光的零拍及差拍測(cè)量
7.1 光學(xué)零拍及差拍測(cè)量
7.2 平衡零拍探測(cè)和差拍探測(cè)
7.3 獨(dú)立或耦合熱光場(chǎng)的平衡零拍探測(cè)
本章小結(jié)
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第8章 光的量子理論——場(chǎng)的量子化和測(cè)量
8.1 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) I: 黑體輻射
8.2 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) II: 光電效應(yīng)
8.3 光量子和場(chǎng)的量子化
8.4 輻射場(chǎng)的光子數(shù)態(tài)
8.5 輻射場(chǎng)的相干態(tài)
8.6 密度算符和密度矩陣
8.7 輻射場(chǎng)的復(fù)合系統(tǒng)及雙光子態(tài)
8.8 非相干和相干輻射源的簡(jiǎn)單模型
8.9 純態(tài)和混態(tài)
8.10 光子對(duì)的直積態(tài)?糾纏態(tài)和混態(tài)
8.11 含時(shí)微擾理論
8.12 光測(cè)量:光子計(jì)數(shù)
8.13 光測(cè)量:光子的聯(lián)合探測(cè)
8.14 場(chǎng)的時(shí)-空傳播
本章小結(jié)
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第9章 光場(chǎng)相干性的量子理論
9.1 量子一階相干性
9.2 光子和有效波函數(shù)
9.3 一階相干 ( 關(guān)聯(lián) ) 的測(cè)量
9.4 獨(dú)立輻射源之間的干涉
9.5 量子二階相干度
9.6 雙光子干涉與強(qiáng)度漲落的統(tǒng)計(jì)關(guān)聯(lián)
9.7 熱光的二階空間關(guān)聯(lián)
9.8 光子計(jì)數(shù)和 G (2) 的測(cè)量
9.9 量子 N 階相干性
本章小結(jié)
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第10章 量子糾纏
10.1 EPR 實(shí)驗(yàn)和 EPR 態(tài)
10.2 直積態(tài)?糾纏態(tài)和經(jīng)典關(guān)聯(lián)態(tài)
10.3 自旋糾纏態(tài)
10.4 糾纏偶光子態(tài)
10.5 糾纏偶光子系統(tǒng)的 EPR 關(guān)聯(lián)
10.6 糾纏偶光子態(tài)中的子系統(tǒng)
10.7 色散介質(zhì)中的偶光子
本章小結(jié)
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第11章 量子成像
11.1 偶光子成像
11.2 鬼成像
11.3 鬼成像和測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系
11.4 熱光鬼成像
11.5 鬼成像的經(jīng)典模擬
11.6 抗擾動(dòng)的鬼成像
本章小結(jié)
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第12章 雙光子干涉 I
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