Введение к работе
Актуальность тема. В настоящее время исследование сжаткх состояний света является сднкы из основних направлошій в квантовой оптике. Это обусловлено тем, что данные состояния обладают уровнем квантовых шумов, который нате уровня, тепловых и лазерних источников
Уровень шума вксокоточных лазерно-штерференционних систем обусловлен в значительной степени дробовым шумом фотоприема. Использование сжатых состояний позволяет снизить уровень дробового шума и, тем сал'чм, увеличить точность прецизионных интерференционных измерений. В частояости, предлагалось использовать сяатыо состояния в интерферометре Майсельсона, применяемом в качестве детектора гравитационных волн. Кроме интерференционных измерений одной из возможных областей приложения сжатых coco ;дяний является оптическая связь.
В связи с практическими приложениями сжатьк состояний возникает необходимость создания оптических систем, генерирующих и ьслоль-зувщих свет в сжатом состоянии с оптимальным характеристиками. Дія этого необходимо учитывать пространственные аспекты генерации и распространения сжатых состоянии. Однако в подавляющем большинстве публикаций для анализа генерации сжаткх состояний исаользует-ся феноменологический метод Ефективних: гамильтонианов, нэ позволяющий описывать пространствеюше свойства.
В связи с этил построение кгантовополевой теории электромагнитного поля в средах с нестационарными диэлектрическими свойствами является актуальной задачей. Такая теория позволяет описывать процесс генерации сяатых состояний в нелинейных средах исходя непосредственно из первых принципов квантовопслевой электродинамики, Сззируюшейся на'уравнениях Максвелла.
Цель шботы - построение квантовой теории электромагнитного сояя в но^йнейяой нестационарной диэлектрической среде по аналогии с хорошо разработанными методами' квантования во внешних полях, анализ на ее основе генерации сжогкх состояний света в параметрических процессах.
Научная новизна проведенных исследований определяется следующими результатам, полученными впервые и бнііосимкми в качестве защищаемых положений:
-
Ііг основе уравнений Максвелла построена теория квантованного электромагнитного поля в нелинейной диспергирующей среде, подвергающейся воздействию интенсивного нестационарного поля накачки. Число рожденных средой фотонов и степень сжатия выражены через коэффициенты преобразований Боголюбова, ддагонализугтдах гамильтониан электромагнитного поля.
-
Построен гейзенберговский формализм квантования полей со спином 0,1/2, 1 в нестационарных внешних пллях. Получены уравнения Гейзенберга для операторов рождс шя-уничтожения частиц, взаимодействующих с электромагнитным и скалярнім полягли, а также с полем диэлектрических свойств нелинейной диспергирующей среды.
-
На основе секулярной теории возмущений получены решения кнтег-ро-дифференциалъного уравнения, оиисывагащего электромагнитное поле в нелинейной диспергирующей среде.
-
С помощью полученных решений интегро-дифференциального уравнения v преобразований Боголюбова вычислена матрица сжатия квадратурное компонент генерируемого нестационарной средой электрокитшп'-ного ноля. Показано, что учет дисперсии среды у^эикяает дос.кхимую
Галичину сжатия.
5. Исхода из квантовонслевой теории, строго выведен феноменологический эффективный квадратичный гамильтониан, используемый для описания параметрических процессов, и указана область его применимости.
Практическая шгаюоть таботн определяется тем, что ео результаты мо-rj: бить использованы при создании оптимальтк оптических систем для генерации сжатие состояний в нелинейных оптических процессах и их дальнейшем использовании в прецизиоїшк интерференционных системах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из пяти глав, включа» введение и заключнние, и двух приложений. Она содержит 116 стр. основного текста. Слисок литературы включает 10? наименований.
Похожие диссертации на Квантовополевая теория сжатых состояний света в диэлектрических нелинейных средах при наличии нестационарного внешнего поля
