量子光學理論與實驗技術(精)

區澤宇，香港城市大學講席教授，在量子光學領域的量子幹涉技術上做出了開創性的學術貢獻——他與導師、量子光學創始人曼德爾（LeonardMandel）一起發展了雙光子幹涉與量子糾纏這一嶄新領域。特別是Hong-Ou-Mandel幹涉儀的發明以及一系列開創性的光子糾纏實驗研究。

前言
第1部分 量子光學的理論基礎
第1章 量子光學發展歷史概況及簡介
1.1 歷史背景
1.2 Hanbury Brown-Twiss實驗
1.3 光場相位與振幅的漲落和起伏
1.4 隨機變量與過程
1.5 光的經典相幹理論
1.6 Hanbury Brown-Twiss效應的經典解釋
1.7 反聚束現象與光的量子理論
1.8 量子光學所涉及的問題
習題
第2章 光場的模式理論和光場的量子化
2.1 光的經典理論
2.2 幾種常見的光場模式
2.3 光場的量子化
2.4 進一步閱讀：卡西米爾效應——由模式變化引起的真空的量子效應
2.5 關於光在量子理論中的波粒統一
習題
第3章 單模場的量子態
3.1 能量本征態和數態
3.2 相幹態|α?
3.3 進一步閱讀：薛定諤貓態
3.4 壓縮真空態和壓縮相幹態
3.5 混合量子態
3.6 進一步閱讀：a和a+的算符代數
3.7 Glauber-Sudarshan P分布和Wigner分布
習題
第4章 多模場的量子態
4.1 獨立模式的多模相幹態
4.2 多模光場的經典描述
4.3 多模單光子態——單光子糾纏態
4.4 多模雙光子態——雙光子糾纏態
4.5 N光子糾纏態
4.6 雙模壓縮態——連續變量光子糾纏態
習題
第5章 光電探測理論和量子相幹理論
5.1 經典相幹理論和光電探測半經典理論
5.2 格勞伯的光探測理論與量子相幹理論
5.3 反聚束效應
5.4 光子統計與光子關聯
5.5 量子噪聲和由壓縮態與孿生光束產生的噪聲減少
5.6 關於正則排序及其與經典和非經典現象的關系
習題
第6章 量子態的產生與轉換
6.1 量子態的產生：光場之間的非線性相互作用
6.2 線性變換：分束器
6.3 光學諧振腔：開放量子系統的輸入輸出理論和退相幹模型
習題
第2部分 量子光學的實驗技術及其應用
第7章 量子光學實驗技術之一：光子計數技術
7.1 光探測的基本過程
7.2 光電子的探測概率
7.3 光子計數技術
7.4 實驗的理論描述
習題
第8章 光子計數技術的應用：多光子幹涉與糾纏
8.1 多光子幹涉的一般情況
8.2 多種典型的雙光子幹涉效應
8.3 多光子幹涉效應
8.4 量子幹涉與光子不可分辨性
習題
第9章 量子光學實驗技術之二：連續光電流的探測
9.1 光電流及其與量子測量理論的關系
9.2 光電流的頻譜分析
9.3 零拍探測和外差探測技術
9.4 真空噪聲和損耗的分束器模型
9.5 零拍測量的頻譜分析
9.6 零拍測量中的模式匹配和本地光噪聲問題
9.7 平衡零拍測量
9.8 光強漲落和自零拍探測
9.9 超快脈沖的探測
習題
第10章 零拍探測技術的應用：連續變量的量子測量
10.1 量子噪聲的壓縮與關聯
10.2 線性幹涉儀中的量子噪聲及其抑制
10.3 放大器中的量子噪聲
10.4 量子態的完全測量：量子態層析測量技術
10.5 量子態的完全隱形傳輸
習題
第11章 相位測量中的量子噪聲
11.1 相位測量的一般性討論
11.2 達到海森伯極限的相位測量方案
11.3 非傳統幹涉儀
11.4 共軛變量的聯合測量
習題
附錄A 無損耗分束器的?表達式的推導
附錄B 方程(8.100)中兩個和的計算
參考文獻