真空态与相干态的叠加态振幅平方压缩

　　真空态与相干态的叠加态振幅平方压缩黄素梅，李洪才（福建师范大学物理与光电信息科技学院，福建福州350007）与相干态的叠加态振幅平方压缩的影响。

　　众所周知，压缩效应是量子光场所特有的一种非经典现象。它是通过比相干态还要低的噪音分量来体现光场的非经典特征的，即压缩光中某正交分量的噪音起伏低于相干态光场中相应分量的噪音起伏。因此，在实际应用当中，若用此分量传递信息，则可得到比相干态光场更高的信噪比。所以，光场的压缩效应在超标准量子极限的高精度光学测量超低噪声光通信及量子通信等领域有着广泛的应用前景。1987年，M.Hillery在发展普通压缩概念的基础上，首次在国际上提出了振幅平方压缩的概念。本文研究了真空态与相干态的叠加态振幅平方压缩，讨论了叠加参数p相干参数（R，0）对真空态与相干态的叠加态振幅平方压缩的影响。

　　1振幅平方压缩的定义类似于通常单模电磁场，定义两个正交的厄米算符它们分别表示单模光场复振幅平方的实部与虚部。算符X 1和X2满足如下的对易关系和测不准关系其中*基金项目：福建省自然科学基金资助项目（A0210014）；福建省教育厅基金资助项目（JA02168）若存在不等式则称光场在Xi方向上存在振幅平方压缩。为了表征光场振幅平方的压缩程度，引入压缩度Si，显然s，　　2真空态与相干态的叠加态的振幅平方压缩真空态与相干态的叠加态令T=R'exp（i9）（其中R为实数），由（1）*（4）式可得压缩度SkS2的解析式可见，压缩度S1S2是叠加参数；p相干参数（R，3）的函数。现将S1S2随3，），R的变化情况分别用-表示。

　　3叠加参数p相干参数（R，3）对压缩度的影响的影响。表示R= 1时，压缩度SkS2随参数0的变化曲线。从可得：压缩度S1S2随参数3呈周期性变化，周期为1当S1Q当S2Q即若光场在X1方向上存在振幅平方压缩，则光场在2方向上必不存在振幅平方压缩；若光场在X2方向上存在振幅平方压缩，则光场在X1方向上必不存在振幅平方压缩。当3=时，S1取小值-Q1163光场在X1方向上振幅平方压缩深。当3=Q时，S2取小值-Q光场在X2方向上振幅平方压缩深。所以可以通过改变3压缩度S1S2随参数3的变化来改变压缩方向及深度。

　　1，3=Q时，压缩度S1S2随参数p的变化曲线。从可得：（1）当S1Q当S2Q即若光场在X1方向上存在振幅平方压缩，则光场在X2方向上必不存在振幅平方压缩；若光场在X2方向上存在振幅平方压缩，则光场在X 1方向上必不存在振幅平方压缩。

　　（2）当7><（）时，S1有可能小于Q即光场在X1方向上有可能存在振幅平方压缩；当；>>光场在X1方向上不存在振幅平方压缩。当p=趋于Q即此时P对光场在X 1方向上振幅平方压缩效应影响不明显。（3）当p X2方向上不（存在潘平方压％当>1*时，心分即2方向上存在振幅平方压缩ft当1ci7d.net时，S2取小值-01297当P趋于+100时，S2趋于0即此时，对光场在X2方向上振幅平方压缩效应影响不明显。（4）比较X1X2的压缩程度，可知光场在X2方向上的振幅平方压缩效应比在Xi方向上的振幅平方压缩效应强。所以可以通过改变P来改变压缩方向及深度。

　　而S2有可能小于0即光场在Xi方向上不存在振幅平方压缩，在X 2方向上有可能存在振幅平方压缩。当R=167时，S2取小值-02389所以可以通过改变R来改变压缩深度。

　　从上述分析可知，对于真空态与相干态的叠加态：（1）若光场在X 1方向上存在振幅平方压缩，则光场在X2方向上必不存在振幅平方压缩；若光场在X 2方向上存在振幅平方压缩，则光场在Xi方向上必不存在振幅平方压缩。（2）可通过改变叠加参数p相干参数（R，0）来控制振幅平方压缩的方向与深度。