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作 者： 譚維翰 著
叢 書 名：現代物理基礎叢書22
內容簡介
《量子光學導論》從光與物質相互作用的經典與量子特性以及最新的實驗與理論的研究成果出發，系統介紹這門新學科（相對於經典光學而言）即量子光學的建立和發展，內容共八章：前三章為光與介質相互作用的經典與量子理論，是全書的預備；4～7章為量子光學的主體，含雷射振盪、光的相干性、場的相關函式表示、光的相干態、P表象、光場二階相關函式、群聚與反群聚、EPR悖論、Bell不等式、光的糾纏態、壓縮態，還有共振螢光、雷射偏轉原子束等；第8章為光學參量下轉換的動力學及其套用。
《量子光學導論》可供高等院校物理與雷射專業的本科生和相關專業的研究生閱讀，也可供從事基礎理論研究和套用的科研人員參考。
作者簡介
譚維翰，光學專家。湖南衡山人。1952年畢業於北京大學物理系。後任中國科學院上海光學精密機械研究所研究員。對光學和雷射電漿理論有較深研究，發表論文八十餘篇。負責編寫了《固體雷射導論》一書，系統全面地總結了固體雷射理論。近年來一直從事雷射與電漿相互作用的理論和實驗研究，發現了許多新的物理現象，在理論上闡述了電漿細絲中的共振吸收理論、雷射的S加熱和P加熱機制。在量子光學的研究中，從理論上發現了光學孤立波的合併、共振螢光譜凹陷、多原子共振螢光的多峰及環形雷射器的分岔和混沌等現象。
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目錄
第1章 光與非線性介質相互作用的經典與量子理論
1.1 非線性相互作用的經典理論
1.1.1 電磁波在非線性介質中的傳播
1.1.2 極化率張量的對稱性
1.2 光學中的波波相互作用
1.2.1 三波耦合
1.2.2 四波耦合
1.3 光與非線性介質相互作用的量子理論
1.4 弱場微擾法解Schr6diIlger‘方程
1.5 密度矩陣方程及其微擾解法
1.5.1 密度矩陣方程
1.5.2 用微擾法解密度矩陣方程
1.6 波場ψ（r，t）的量子化
1.7 電磁場的量子化
1.7.1 電磁場的模式展開
1.7.2 電磁場的量子化
1.7.3 光子數態（Fock態）
1.8 原子輻射的線寬與能級移位
1.8.1 單原子輻射
1.8.2 N原子輻射
附錄1A （1.2.27）式的解析求解
參考文獻
第2章 二能級系統的密度矩陣求解
2.1 二能級原子密度矩陣的矢量模型
2.2 Bloch方程及其解
2.3 線性吸收與飽和吸收
2.4 光學章動與自由感生衰變
2.5 浸漸近似
2.6 光脈衝傳播的面積定理
附錄2A（2.6.24）式的推導
參考文獻
第3章 原子的綴飾態
3.1 二能級原子Schr6dinger方程的解
3.2 原子的綴飾態
3.3 Cohen-Tannou dji的綴飾原子
3.4 原子部分綴飾態及其展開
參考文獻
第4章 雷射振盪理論
4.1 雷射振盪的半經典理論
4.1.1 沒有激活離子（或原子）情形
4.1.2 線性極化PχE
4.1.3 一級近似
4.1.4 氣體雷射的燒孔效應與Lamb凹陷
4.1.5 多模振盪
4.2 雷射振盪的全量子理論
4.2.1 輻射場與電子波場的相互作用
4.3 熱庫模型與雷射輸出的統計分布
4.3.1 熱庫模型
4.3.2 雷射場與熱庫相互作用的Langevin方程
4.3.3 原子體系與熱庫相互作用的Langevin方程
4.3.4 輻射場的密度矩陣方程
4.3.5 雷射輸出的統計分布
4.4 降低雷射泵浦的量子噪音
4.4.1 規則泵浦抽運
4.4.2 一般泵浦抽運
4.5 微Maser的量子模式理論
4.5.1 Maser情形密度矩陣主方程的穩態解
4.5.2 微腔的量子模理論
4.5.3 在閾值附近微腔量子模主方程解與分步模式解的偏差
4.6 單原子與雙原子微雷射
4.6.1 雙原子與雷射場的相互作用方程
4.6.2 單原子、雙原子微雷射的穩態輸出比較
參考文獻
第5章 輻射的相干統計性質
5.1 平衡輻射的統計熱力學
5.2 光的相干性
5.2.1 相干條件
5.2.2 “光子白干涉”與“同態光子干涉”
5.3 光探測
5.3.1 理想探測器
5.3.2 量子躍遷
5.4 場的相關函式與場的相干性
5.5 相干態
5.6 用相干態展開
5.6.1 相干態的P表示
5.6.2 在P表象中參量下轉換所滿足的F-P方程
5.7 光子的二階相關函式、群聚與反群聚效應、鬼態干涉與粒子的糾纏態
5.7.1 光場分布的二階相關測量
5.7.2 經典光場與非經典光場
5.7.3 原子共振螢光場的二階相關函式分析
5.7.4 雙光子“鬼態干涉”與EPR悖論
5.7.5 Bell不等式與粒子的糾纏態
5.8 壓縮態光場
5.8.1 光量子起伏給光學精密測量帶來的限制
5.8.2 正交壓縮態
5.8.3 振幅壓縮態
5.9 非經典光場的探測
5.9.1 強度差的零拍探測技術
5.9.2 當探測效率n≠l的零拍探測
5.10 壓縮態光的產生和放大
5.10.1 簡併參量放大（或簡併四波混頻）產生壓縮態光的原理與實驗結果
5.10.2 簡併參量放大與簡併四波混頻滿足的Langevin方程與Fokker-P1anck方程
5.10.3 簡併參量放大的Fokker-Planck方程的解
附錄5A Boson運算元代數
附錄5B 最小測不準態
參考文獻
第6章 原子的共振螢光與吸收
6.1 二能級原子與單色光強相互作用的實驗研究
6.1.1 二能級原子在強光作用下的共振螢光
6.1.2 在強場作用下的原子吸收線型’
6.1.3 二能級原子吸收譜的功率增寬與飽和
6.2 二能級原子的共振螢光理論
6.2.1 二能級原子與輻射場相互作用方程及其解
6.2.2 二能級原子的共振螢光計算
6.3 含原子腔的QED
6.3.1 自發輻射的增強與抑制
6.3.2 單模場與二能級原子相互作用的J-C模型
6.3.3 有阻尼情況下單模場與二能級原子相互作用的解析解
6.3.4 關於新經典理論的實驗檢驗
6.4 含二能級原子腔的透過率譜
6.4.1 共振腔中原子的極化率計算
6.4.2 含二能級原子腔的透過率譜
參考文獻
第7章 雷射偏轉原子束
7.1 雷射偏轉原子束
7.1.1 早期的雷射偏轉原子束方案
7.1.2 雷射作用於原子上的力
7.1.3 原子在速度空間的擴散
7.2 雷射冷卻原子與光學粘膠
7.3 雷射偏振梯度冷卻原子
7.4 光學粘膠溫度測量
7.5 電磁衰波場對原子的作用力與原子鏡
7.6 原子鏡面對原子量子態選擇反射實驗
7.7 二能級原子在雷射衰波場中反射的準確解
7.7.1 二能級原子在雷射衰波場中滿足的Schr6dinger。方程及其解
7.7.2 二能級原子波函式的邊值條件及反射率計算。
7.7.3 數值計算與討論
7.8 中性原子的玻色一愛因斯坦凝聚
附錄7A I1，I2，I3，I4的計算
附錄7B 當y很小時“Va（Y）的極限解
參考文獻
第8章 光學參量下轉換的動力學及其套用
8.1 由非簡併光學參量放大獲得的壓縮態
8.1.1 產生簡併與非簡併參量下轉換的參量振盪器
8.1.2 非簡併參量下轉換系統滿足的：Fokker-Planck方程
8.1.3 簡併參量下轉換系統的Fokker-Planck方程的求解
8.1.4 非簡併參量下轉換系統的量子起伏計算
8.1.5 正P表象
8.2 相位不匹配FOkker-Planck方程在QMP中的套用
8.2.1 相位不匹配情況下的Fokker-Planck方程的解
8.2.2 參量下轉換的Langevin方程與F-P解中B，B方程的關係
8.2.3 相位不匹配的Fokker-Planck方程的解套用到QPM技術上
8.2.4 數值計算結果與分析
8.3 含時的線性驅動簡併參量放大系統的量子起伏
8.3.1 含時的線性驅動簡併參量放大Fokker-Planck方程
8.3.2 含時的線性驅動Fbkker-Planck方程的解
8.3.3 含時的線性驅動簡併參量放大Fokker-Planck方程的解
8.3.4 簡併參量放大系統的量子起伏計算
8.3.5 本節小結
8.4 非線性簡併光學參量放大系統的量子起伏
8.4.1 P表象中非線性簡併參量放大Fokker-Planck方程的通解
8.4.2 線性近似解
8.4.3 非線性項修正
8.4.4 本節小結
8.5 套用非簡併參量放大輸出演示EPR佯謬
8.5.1 複合系統不可分的V1V2判據
8.5.2 非簡併參量放大輸出實現EPR佯謬的理論分析
8.5.3 考慮到泵浦吃空解含時的F-P方程對V1（V2）的計算
8.5.4 小結
附錄8A 關於方程（8.4.4）的證明
參考文獻
