光学和量子光学

光学和量子光学

1、书名：光学原理

书名(英文)：Principles of Optics 7th ed.

作/译者：Born,Wolf

定价：150.00

现价：150.00

ISBN：7-5062-5096-9

本书是20世纪光学领域最具影响的一部经典名著，对我国光学界也有着非常重要的影响。它初版于1959年，曾多次修订再版。这次引进的是第7版（1999年）。书中用经典电磁场理论系统讨论了光学在各种媒介中传播的基本规律，包括光的反射、折射、色散、干涉、衍射和作为波长趋于零极限情况的几何光学、像差衍射理论以及金属光学和晶体光学等。新版中增补了近年研究的几个活跃方向，如：计算层析技术和光在非均匀介质中传播的规律等内容。读者对象：大学光学专业的师生、研究生和科研人员。

2、书名：光学第11版

书名(英文)：Optics 11th ed.

作/译者：M. H. Freeman

定价：86.00

现价：86.00

ISBN：978-7-5062-6600-0

本书是一权威性经典教材，初版于1934年，70年来此书曾重18次，改版11次，由此可见这是一部很欢迎的图书。本书即是2003出版的最新版，内容涉及眼科光学的基本原理，各章有习题，书后附有习题答案。适用于有志于对眼科光学的基础理论打下坚实基础的学生、工程技术人员和科研工作者。目次:光和光学面基本理论；平面上的反射与折射；球面上的反射与折射；薄透镜；厚透镜和透镜装置；光学仪器原理；象差和光线跟踪；非球型光学面和分节光学面；自然光、光源和探测器；辐射度学和光度学；光学材料；干涉和光学胶片；衍射：波阵

3、书名：经典光学及其应用

书名(英文)：Classical Optics and its Applications

作/译者：M.Mausuripur

定价：110.00

现价：110.00

ISBN：7-5062-5940-0

3、书名：量子光学

书名(英文)：Quantum Optics

作/译者：Walls

定价：55.00

现价：55.00

ISBN：7-5062-3627-3

这是一本较新的量子光学的研究生教材．它综述了近20年来量子光学的进展，介绍了当今量子光学的研究课题．书中详述了量子学技术及其对物理系统的应

用，特别强调那些理论预言且而后被实验证实的系统．本书的最大特点是内容丰富系统、理论和实验紧密结合，每章后有练习题，使读者对其内容易于接受和理解．目次：绪论；电磁场的量子化；电磁场的相干性质；电磁场的表示；非线性光学中简易系统的量子现象；随机方法；光腔的输人和输出表述；可压光的产生和应用；非线性量子耗散系统；＠辐射和原子的相互作用；共振荧光；激光的量子理论；腔内原子系统

4、书名：量子光学

书名(英文)：Quantum Optics

作/译者：Scully

定价：98.00

现价：98.00

ISBN：978-7-5062-4966-9

这是一本包含最新进展的量子光学专著，也是一本深入浅出、企述清晰、例子丰富的研究生教材。与同类专著和研究生教材相比．本书对素材的处理是十分独到的，得到了学术界和研究生的好评。本书内容不仅包括量子光学的传统内容。而且还包括量子光学及其相关的量子力学基础问题的系统讨论，如：原子相于导致的无粒子数反转激光，微胶的准模理论，原子光学和量子测量方面的非破坏测量的量子光学实现以及爱因斯坦-波多斯基-罗森的EPR佯谬等量子互补性原理的量子光学检验。在量子光学专著中，本书第一次系统全面地介绍了双光子干涉的理论和实验，对于

5、书名：量子光学基础第4版

书名(英文)：Elements of Quantum Optics 4th ed.

作/译者：Pierre Meystre, Murray Sargent Ⅲ

定价：49.00

现价：49.00

ISBN：978-7-5100-2398-9

本书是一部介绍量子光学的入门书籍，囊括了几乎所有所需的基本知识，自成体系。本书是第4版，增加了量子纠缠和量子信息的内容，也增了量子分束器等帮助更好地理解量子光学问题的知识，扩展讲述了最小耦合Hamiltonian 和Gross-Pitaevskii方程，引进了超冷原子和分子。每章末都附有习题。

6、书名：光学相干性和量子光学

书名(英文)：Optical Coherence & Quantum Optics

作/译者：Mandel, Worf

定价：190.00

现价：190.00

ISBN：7-5062-4962-6

本书是相干光学和量子光学领域极好的一本教科书和参考书，是Worf教授继“Principles of Optics”一书之后的又一部经典光学教程，亦可视为前者的续篇。书的内容从光的经典统计性质出发过度到半经典理论，再引入电磁场的量子化和场的量子态与量子特性。进而用量子理论讨论了各种光源、光与原子的相互作用、激光等。最后介绍了量子力学的一些前沿研究领域。每章末有习题，书后有参考文献。部分目次：一些有用的数学方法：任意相干状态源的辐射；二阶相干理论的一些应用；光与光电检测的半经典理论；量子关联与量子统计；集体

7、书名：相干光学

书名(英文)：Coherent Optics

作/译者：Lauterborm

定价：49.00

现价：49.00

ISBN：7-5062-3738-5

书名：相空间中的量子光学

书名(英文)：Quantum Optics in Phase Space

作/译者：Wolfgang P. Schleich

定价：109.00

现价：109.00

ISBN：978-7-5100-0543-5

Niels Bohr 曾经说过，“如果量子力学没有让你感到困惑，那么你就没有真正理解量子力学”。这话同样适用于量子光学。

本书从相空间的角度，用基于半经典的方法来理解量子光学这一快速发展的领域。它首先介绍令人惊奇的结果，然后给出清晰的解释。本书非常详细地介绍了第一个光学实验，此项发现导致量子光学成为一个庞大的研究领域。它试图用力学振子之于标准波，类似的方法解释物质和波的纠缠。书中从量子光学的角度，对经典光学的一些实验予以新的诠释；对原子间的相互作用也进行了详细讨论。为方便阅读，本书提供了上百页的相关数学背景知识。每章结尾，给出一些具有挑战性的问题。

本书对于从事量子光学研究的研究者，具有很高的参考价值。

书名：激光原理第4版

书名(英文)：Principles of Lasers 4th ed.

作/译者：Orazio Svelto

定价：99.00

现价：99.00

ISBN：978-7-5062-9156-9

本书是一部介绍激光基本原理的堪称经典的著作。

书名：激光光谱学第3版

书名(英文)：Laser Spectroscopy 3rd ed.

作/译者：W.Demtroder

定价：139.00

现价：139.00

ISBN：978-7-5062-9188-0

本书系统介绍了现代激光光谱学中的基本理论，方法和应用。本书选题丰富，阐述清楚深刻，注重实际应用，已经成为一本经典的激光光谱学研究生教材和参考用书。此次影印的是最新的第三版。在前两版的基础上，作者做了全面的修订和增补，介绍了激光光谱学最新的实验技术和理论进展，例如：外腔中的倍频，可调控的窄带紫外光源，更灵敏的检测技术，可调谐飞秒和分飞秒激光器（X光区域和阿秒范围），可控原子分子激发，相干物质波，还有更多在化学分析，医疗诊断和工程等方面的应用。

书名：非线性纤维光学第4版

书名(英文)：Nonlinear Fiber Optics 4th ed.

作/译者：G.P.Agrawal

定价：68.00

现价：68.00

ISBN：978-7-5062-9257-3

这是一本内容非常新颖的非线性纤维光学的研究生教材。自1989年初版以来,随着非线性纤维光学的迅速发展,作者对其内容不断地更新和扩充。这最新版虽保留了第1版的大部分内容，但更重要的是它全面介绍了非线性纤维光学领域的最新研究成果，这一特点使得该书不仅是一本优秀的教材，也是相关领域的科学家和工程师的一本重要的参考书。本书每章末有习题和参考文献。目次：绪论；光纤中的脉冲传播；群速弥散；自相位调制；光学孤立子；极化效应；正交相位调制；受激喇曼散射；受激布里散射；四波混频;高非线性纤维；新奇非线性现象。

书名：光电子光谱学第3版

书名(英文)：Photoelectron Spectroscopy：Principles and Application 3rd ed

作/译者：Stefan Hufner

定价：88.00

现价：88.00

ISBN：978-7-5062-9277-1

光电子谱技术是研究原子、分子、固体和表面电子结构的一种非常有效的手段。本书全面系统地介绍了光电子谱技术的原理和应用，并简明讨论了逆光发射、自旋极化光发射和光电子衍射等现象。本书是一本非常实用的光电子谱技术的专著，内容几乎覆盖了光电子研究的所有领域。其特点是紧密联系实验，并利用理论详细解释实验结果，达到理论和应用的有机结合。书中还收集了大量的实际材料的光电子谱分析，同时给出了大量的实验数据，以便于读者的查阅。总之，该书既是一本很有价值的参考书，又可作为初学者的入门教材。

书名：稀化气体中的玻色-爱因斯坦凝聚

书名(英文)：Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases

作/译者：Pethick

定价：68.00

现价：68.00

ISBN：7-5062-7272-5

本书是一部关于稀化气体中玻色-爱因斯坦凝聚的专著。早在1925年爱因斯坦便预言，气态粒子在低温下会在各方面处于同样的量子状态。1995年首次利用强激光方法在实验室中产生一种特殊的气态，称为玻色-爱因斯坦凝聚。这一凝聚在大尺度存在量子现象，并成为当代物理学中的一个最活跃的研究领域，涉及原子物理、凝聚物质物理和核物理。本书重点论述其基础物理原理。全书共14章，每章末附有问题和参考文献，书末附有基本常数和转换因数的附录。

11、书名：原子光学

书名(英文)：Atom Optics

作/译者：P.Meystre

定价：39.00

现价：39.00

ISBN：978-7-5062-8303-8

原子光学是近年来兴起的基于量子力学的物理学前沿领域，涉及原子物理、分子物理和量子光学等物理学分支。原子光学基础的建立可追溯到1929年，其深入

的实验研究则是近几年的事。本书重点关注光在原子光学中的应用以及对光与原子相互作用的理解。全书包括基本概念、线性原子光学、非线性原子光学与量子原子光学四部分共13章，分别为：光作用于原子的力，原子冷却，原子束的准直与聚焦，原子折射，原子陷阱与腔，碰撞，（碰撞的）简单应用，多体理论回顾，物质波相干，玻色－爱因斯坦凝聚，原子激光，非线性混波，光波与物质波的混波。对于从事原子激光、原子捕获、玻色－爱因斯坦凝聚等领域研究的或尝试进入这些领域的研究人员，本书是一本系统的入门参考书。

书名：非线性光学第3版

书名(英文)：Nonlinear Optics 3rd ed.

作/译者：Robert W. Boyd

定价：59.00

现价：59.00

ISBN：978-7-5100-2401-6

本书是一部介绍光学物理，特别是非线性光学物理的教程，集中介绍了光学现象的电磁源，物质光学性质的量子力学表述等基础部分，也介绍了非线性光学的应用方面。本书是第3版，增加了不少新的研究成果，如显微应用和生物光子，磁导致的透明度，基于反Stokes Raman散射光谱学。每章末附有问题和相关参考资料。目次：非线性光学系数；非线性光学相互作用波方程描述；非线性光学系数的量子力学理论；随光场强度倚变之折射率；非线性光学响应之分子源；二阶近似中的非线性光学；源自随光场强度倚变之折射率的过程；自发光散射和声光学；受刺激

量子光学 544

量子光学 百科名片 量子光学 量子光学是应用辐射的量子理论研究光辐射的产生、相干统计性质、传输、检测以及光与物质相互作用中的基础物理问题的一门学科。量子光学一词是在有了激光后才提出来的。 目录[隐藏] [编辑本段] 简介 概念 量子光学quantum optics 以辐射的量子理论研究光的产生、传输、检测及光与物质相互作用的学科。到了 量子光学图例 19世纪，特别在光的电磁理论建立后，在解释光的反射、折射、干涉、衍射和偏振等与光的传播有关的现象时，光的波动理论取得了完全的成功（见波动光学）。19 世纪末和20世纪初发现了黑体辐射规律和光电效应等另一类光学现象，在解释这些涉及光的产生及光与物质相互作用的现象时，旧的波动理论遇到了无法克服的困难。1900年，M.普朗克为解决黑体辐射规律问题提出了能量子假设，并得到了黑体辐射的普朗克公式，很好地解释了黑体辐射规律（见普朗克假设）。 光子假设

1905年，A.阿尔伯特·爱因斯坦提出了光子假设，成功地解释了光电效应。阿尔伯特·爱因斯坦认为光子不仅具有能量，而且与普通实物粒子一样具有质量和动量（见光的二象性）。1923年，A.H.康普顿利用光子与自由电子的弹性碰撞过程解释了X 射线的散射实验（见康普顿散射）。与此同时，各种光谱仪的普遍使用促进了光谱学的发展，通过原子光谱来探索原子内部的结构及其发光机制导致了量子力学的建立。 所有这一切为量子光学奠定了基础。20世纪60年代激光的问世大大地推动了量子光学的发展，在激光理论 量子光学图例 中建立了半经典理论和全量子理论。半经典理论把物质看成是遵守量子力学规律的粒子集合体，而激光光场则遵守经典的麦克斯韦电磁方程组。此理论能较好地解决有关激光与物质相互作用的许多问题，但不能解释与辐射场量子化有关的现象，例如激光的相干统计性和物质的自发辐射行为等。在全量子理论中，把激光场看成是量子化了的光子群，这种理论体系能对辐射场的量子涨落现象以及涉及激光与物质相互作用的各种现象给予严格而全面的描述。对激光的产生机理，包括对自发辐射和受激辐射更详细的研究，以及对激光的传输、检测和统计性等的研究是量子光学的主要研究课题。[编辑本段] 研究内容 统计性质 下面从光的相干统计性质、自发辐射、受激辐射等方面简要阐述量子光学的内容。 图1a示出由点光源S发出经双缝P1，P2的振动E1(t+τ)，E2(t)在屏上Q点叠加，光强I(Q)可表示为 图1a 式中〈〉表示对时间t求统计平均，τ表示经狭缝P1，P2的光的相对时间延迟，с为光速。式(1)右端前两项为E1，E2的光强，后两项为E1，E2在Q点叠加后的干涉项，描述屏上干涉条纹。若将狭缝拿掉如图1b，用光电管接收Q，Q'点的光强，输出随机的光电流信号n(t+τ)，n'(t)， 图1d 。实验表明，这两个随机信号存在一定的相关性。它们的积对时间求平均n(t+τ)n'(t)>与相对时间延迟τ有关，这种相关性又称为光子符合计数。因为仅当n(t+τ)与n'(t)

冷原子物理意义

冷原子物理的意义 按照人类对微观世界的认识深入程度划分，当代物理学有三个最主要的研究领域，即粒子物理，原子分子与光物理（AMO）和凝聚态物理。这三个领域的物理学家瓜分了决大多数20世纪50年代以来的诺贝尔物理学奖。 就这三个大领域的基础性和应用性来说，原子分子与光物理领域介于其他两者之间。它没有像粒子物理物理那样需要依靠大型实验设备展开基础性探索工作，也没有像凝聚态物理那样把更多的研究方向瞄准于可遇见的应用。因此在原子分子与光物理领域中，许多研究方向的现实意义并不为人所熟知，激光冷却技术和冷原子物理就是其中一例。 作为这个大领域的最热门方向之一，激光冷却技术冷原子物理领域曾在5 年内诞生了两次诺贝尔物理学奖，分别是1997年朱棣文(S. Chu), 科昂-塔努基(C. Cohen-Tannoudji)和菲利普斯(W. Phillips)因发明了激光冷却技术而获奖；以及2 001年维曼(C. Wieman)，康乃尔(E. Cornell), 和凯特勒(W. Ketterle)利用激光冷却技术获得玻色－爱因斯坦凝聚（BEC）而获奖。就连2005年诺贝尔物理学奖的获奖成果也与冷原子物理紧密相关，获奖人之一的汉施(T. Hansch)也曾是激光冷却思想最早的提出者之一。 一个小小的研究领域能这样受到重视，它深层次的研究意义分不开的。冷原子物理领域的开创者们也许不会想到，依靠激光冷却技术获得的超低温原子因为有着其他状态的物质（常温原子）所没有的优势，在可预见的未来将对人类文明发展起到十分关键作用。 一、可观测相干的物质波波长 微观世界的粒子都具有波粒二相性。德布罗意波（物质波）波长λ＝h/mv，与粒子的动量呈反比。室温原子因为平均速度达到几百米每妙，其德布罗意波长为很小，大约为10-12米量级，原子大多处在不同的量子态上，相干长度很短，难以形成干涉。冷原子最低温度可达到几个纳K，平均速度可达到几厘米每秒，德布罗意波长约为10-7米量级，相干长度很长，能够宏观观测到相干现象。当碱

量子光学考试综述

量子光学考试综述 部门： xxx 时间： xxx 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑

1. 相干态的定义： 错误! 错误!平移算符 相干态的特性： 错误!光子数分布：泊松分布 错误!非正交、超完备 错误!最小不确定乘积态 介于经典态和非经典态之间的一种态 2. 相干态的，光子数分布为随机分布<泊松分布），通常， 的光场量子态称为光子群聚态，意味着光子倾向于成对到达探测器；的光场量子态称为光子反群聚态，意味着光子倾向于以均匀的时间间隔到达探测器。因此，热光场态是一种光子群聚态，而光子数态是一种光子反群聚态。光子反群聚效应是一种所谓的非经典效应，从而间接证明了光子数态为非经典态，热光场态为经典态，而相干态是一种介于经典态和非经典态的状态。b5E2RGbCAP 3电磁场量子态的准概率分布函数<有；P—函数、Q—函数、Wigner 函数）：电磁场量子态在相空间的表示p1EanqFDPw 下面定义三种特征函数：

其中是复参数，以上分别叫做正规排列特征函数、反正规排列特征函数和Wigner特征函数。 三种准概率分布函数与三种特征函数之间的对应关系为： 具有非负性和非奇异性，因此具有与经典统计力学中的概率分布函数完全相同的性质，可以看作真正意义上的概率分布函数。但是随量子态的变化不够灵敏，因此它有时不能很好地区分不同的量子态。对有些量子态，可以取负值或具有奇异性，因此它是一种准概率分布函数。但有些量子态<例如光子数态）的往往过于奇异，以至于不符合通常意义上函数的定义。对有些量子态，可以取负值，因此它也是一种准概率分布函数。相比之下，对常见的量子态，是非奇异的，且它随量子态的变化比 灵敏，因此可以很好地区分不同的量子态。还具有其它一些优点，因此它是一类重要的准概率分布函数。DXDiTa9E3d 4.半经典理论中在光场的作用下原子的布居数差呈现标准的余弦振荡，而全量子理论中原子的布居数出现崩塌与再现。RTCrpUDGiT 当入射光场为真空态时， 全量子理论与半经典理论的主要区别在于：半经典理论中如果没有光场作用，处于上能态的原子将不会向下能态跃迁；而全量子理论

光学工程前沿报告1 潘运

光学工程前沿之来自量子世界的新技术 潘运（MF1415003) （南京大学光通信中心江苏南京 210008） 摘要：本文是听完全国光电技术与系统学术会议中量子技术的邀请报告后，自己的一些感想和总结。郭光灿院士首先介绍了量子世界的与经典世界的一些不同的特点，用来引起大家对量子学的兴趣，然后着重介绍了量子密码和量子计算这两方面的量子学的应用，这两项应用着重体现了量子学巨大的发展前景，最后鼓励大家投身与科学研究的事业中来，体现了郭院士不仅自己专心搞研究而且期望拉起一个研究队伍的科研理念。本篇报告着重介绍量子光学的一些基础性知识，并且对会议中量子学的应用做一些介绍。 关键词：量子光学，量子信息技术，量子世界 Abstract:This article is after listening to the National Optoelectronic Technology and Systems Conference invited the report quantum technology, some of their own feelings and summary. Academician Guangcan Guo first introduced the quantum world with some of the different characteristics of the classical world, to arouse interest in quantum science, and then focuses on the quantum cryptography and quantum computing applications of quantum science in these two areas, which focuses on two applications quantum Theory reflects strong growth prospects, and finally to encourage everyone to join the cause of scientific research in the past, reflecting the professor Guo concentrate not only their own research and expect to pull out of a research team of research ideas. This chapter report highlights some of the basic quantum optics knowledge, and for meeting the application of quantum science to do some introduction. Keywords: Quantum Optics，Quantum information technology，Quantum World 1.引言 量子世界具有经典世界所不具有的特点，对于常年生活在宏观世界中的人来说，这种微观的量子世界的特点可能会然人感到怪异。但是正是由于量

物理学院光电信息科学与工程专业(理)

物理学院光电信息科学与工程专业(理) 级本科培养方案 一、培养目标 本专业培养适应社会主义现代化建设需要的，德、智、体、美全面发展的，具有光电信息科学与技术的知识背景和学科交叉能力，具有创新意识和实践能力的复合型拔尖人才。学生具有优秀的道德品质，扎实的专业技能，有成为行业领袖的气质，爱国爱民。 毕业生应具有坚实的自然科学和较好的人文社会科学基础，并熟练掌握一门外语；系统地掌握本专业领域中较宽的科学和技术基础理论；了解光信息科学技术领域的前沿和发展动态；具有创新意识和跟踪掌握该领域新理论、新知识、新技术的能力；掌握文献索引、资料查询的基本方法，熟悉国家信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规，具有一定的科学研究能力。 二、培养规格和要求 本专业基本学制年，授理学学士学位，培养要求如下： 、通过专业基础课以及专业核心课程，打造学生厚实的基础知识体系，使学生一方面获得坚实的数学、物理和光信息科学等基础知识，同时也具备光电子学、光信息学、光电子材料与光通信方向的专业技能。此外，在公共必修课中培养学生较高道德修养、较强的身体素质、较深的文化底蕴，形成正确地世界观、人生观、价值观，使学生做到德才兼备、全面发展。 、通过公共选修课中的通识课程、学科中专业选修课程，拓展学生的科学文化视野，提高人文修养和科学素养，促进学生建立良好的大局观与创新意识，为学生争当某领域领军人物，形成领袖气质奠定良好的基础。 、通过专业实践课、研究型的专业选修课，以及学院提供的国际交流和业余科研课题，强化学生专业技术能力，学术研究能力，全面提升学生知识综合运用能力，培养学生修身齐家意识，树立正确的家国情怀。 三、授予学位与修业年限 按要求完成学业者授予理学学士学位。修业年限：四年。

典型临界腔设计

目录 典型临界腔设计 (2) F-P腔体结构 (2) 一、F-P腔的工作原理 (2) 二、F-P腔的结构 (3) 三、F-P腔的调节 (4) 四、F-P腔在光学实验中的应用 (5) 激光横膜 (9) 一．横模选择的原则。 (9) 二．横模选择的方法 (10) 激光纵膜 (11) 一．纵模选择的意义及原则。 (11) 二．纵模选择的方法。 (11)

典型临界腔设计 F-P 腔体结构 一、F-P 腔的工作原理 F-P 腔（Fabry-perot Cavity ）是一种利用多光束干涉现象来工作的装置。 图1 多光束干涉示意图 如图1,一束光0入射到一上下表面平行的薄膜上,它将产生一系列的反射光束1,2,3,…,和一系列的透射光束1’,2’,3’,… 令r 和t 分别代表光从膜外到膜内的振幅反射率和透射率, r ’和t ’分别代表光从膜内到膜外的振幅反射率和透射率,用A 代表入射光0的振幅。在薄膜2两侧媒质的折射率n1和n2相等的条件下,由光的可逆性原理可得: r=-r 和r2+tt ’=1 (1) 反射光束和透射光束的复振幅表示: '1'22123 3'43''''''''i i i i U U Att U At Ar U A r t U t Atr t r t U Atr t e e e e δδδδ=-??=??=???=?=????=? ? （2） 反射光和透射光的总振幅和光强分别为: 11 j R R R R j T T T j T j U U I U U I U U U U ∞*=*∞ =? =??=? ??=??=?? ∑∑ （3） 式中0R T I I I +=，2 0I A =为入射光强。 计算可得透射光强为 : 22 22 00 224222 (')(1)4sin (/2)12cos (1)(1) 1(1)T T T i i I A tt I r I U U R r r r r R e e δδ δδ*--====-+--+ - （4） 利用（4）式可作出F-P 腔透射特性曲线如图2所示

量子光学2012.6.18

2011级全日制“光学与原子分子”专业 《量子光学 》课程复习题 一、名词解释：量子拍；超荧光；光频梳；原子钟；旋波近似；时间相干性和空间相干性；红外光谱；量子扩散；拉曼光谱。 二、问题回答： 1、激光的全量子理论与经典激光理论的相同点与不同点在哪里。 2、腔量子电动力学理论的应用和发展经历。 *3、为什么V 型三能及原子与光场相互作用出现量子拍而Λ型三能及原子不出现。 三、设a 为量子化电磁场的湮灭算符，证明： 1. [ ]+ ++??= a a a a n n , 证明：左边=[][][])1()1()2()1(,,,-++-+-+++-++=+++n n n n na a a a a a a a a a a ， 右边=)1(=+n na ， 左边=右边，等式成立。 2. 设∑ -=n n n n e ! 2 2 α αα ，仅当121>>-αα时，该两模相干态才近似正交的。 由已知：∑ -=n n n n e ! *1 2 /||12 1ααα， ∑ -=m m m m e ! 2 2 /||2 2 2αα α， 2 * 12 2212 2212 22 12 22 12 /)|||(|2 *12 /)|||(|2 *1 2 /)|||(|2 *12 /)|||(|21! ! ! ! ! ααααααααααααδααααααe e n e m n e m n m n e n n n n m nm m n n m m n +-+-+-+-====∑ ∑ ∑ ∑ ∑ 则：2 21* 2 12*12221|) (|)|||(|2 2 1αααααααααα--+++-==e e 当121>>-αα时，即∞→-||21αα

量子光学与量子信息讲课教案

量子光学与量子信息

量子光学与量子信息 摘要：量子光学是应用辐射的量子理论研究光辐射的产生、相干统计性质、传输、检测以及光与物质相互作用中的基础物物理问题的一门学科。 关键字：量子光学量子信息 JC模型 TC模型 早在1900和1905年,普朗克和爱因斯坦就提出了光量子假说,并成功解释了黑体辐射谱分布与光电效应,确定了光具有波粒二象性的基本物理思想。然而,长期以来由于经典电磁辐射理论能完满地解释绝大多数物理光学实验现象,光的量子理论并未得到系统发展。直到2O世纪7O年代以后,随着激光与光电子技术的进步,一系列用经典理论无法解释的非经典光学效应逐步被实验观测,才形成了以量子化光场为基础的量子光学学科领域。 光量子或称光子为基本能量单元的量子化光场遵循量子电动力学基本规律,严格地说只有用QED理论,才能解释迄今为止所观察到的所有光学现象。量子光学用量子电动力学理论研究光场的量子性和相干性,以及光与原子相互作用的量子力学效应。当前,量子光学中应用性较强的重要研究领域有:光场的量子噪声,光场与物质相互作用中的动量传递、腔量子电动力学等。 在光学与原子物理这门课程的学习中，我们了解到了量子化这个概念。那么，量子光学在科技实验研究中有哪些应用呢？ 首先，量子光学的原理和理论基础为： 热辐射基尔霍夫定律 一．热辐射

1．热辐射：在一定时间内辐射能量的多少及能量按波长的分布都与物体的温度有关，故称电磁辐射为热辐射（温度辐射）； 辐射能(λ,T )，如炉子,酒精灯… 2．平衡热辐射：相同时间内辐射与吸收的能量相等，T 不变 二． 辐出度(辐射出射度,发射本领) 1． 单色辐出度：单位时间内从物体表面单位面积上向各个方向所发射的波长在λλλd ~+范围内辐射能量)T (dE λ和波长间隔λd 的比值 λ λλd )T (dE )T (e = 2． 辐出度：单位时间内从物体表面单位面积上向各个方向所发射的各种波长的辐射总能量。 λλd )T ,(e )T (E ?∞ =0 三． 吸收比、反射比 1． 吸收比：J B )T (a = 单色吸收比：) T ,(J )T ,(B )T ,(a λλλ= 2． 反射比：J R )T (=ρ 单色反射比：) T ,(J )T ,(R )T ,(λλλρ= 不透明物体：1=+)T ,()T ,(a λρλ 四． 绝对黑体（黑体） 1． 定义：1=)T ,(a λ的物体

(整理)华东师范大学研究生学科培养计划.

金融学 Finance （专业代码：020204） 一、学科概况 本学科拥有硕士学位授予权，为“经济学”一级学科下的二级学科，是经济学的重要组成部分。本学科是以经济学和现代金融理论为指导，在充分吸收和利用国外有关金融理论研究的最新成果同时，大量吸收相关学科的研究成果和技术方法手段，研究金融学的理论与发展和金融市场的实务与运作，主要研究方向有：金融理论与政策、资本市场理论与投资管理、商业银行管理、金融工程的理论与方法、风险管理、投资项目分析等，本学科硕士点设在经济管理学院应用经济学系。 二、培养目标 1、进一步学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，树立马克思主义世界观；坚持四项基本原则，热爱祖国；具有集体主义观念和艰苦奋斗的作风，遵纪守法，品德优良；具有严谨的治学态度和求实创新精神；服从国家需要，积极为社会主义现代化建设服务。 2、培养系统掌握现代经济学和管理学的基本原理，具有扎实的金融学理论知识和业务技能，具有较高的外语水平和计算机应用能力，并能阅读本专业的外文资料，具有一定的创新能力和创业精神，能够理论联系实际，具有对金融经济问题的观察分析能力，能在各级金融机构、大中型企业、投融资管理单位、以及金融监管部门从事与管理工作的中高级金融人才。 三、学制和学分 全日制硕士研究生实行为以两年半制为主的弹性学制，原则上不超过5年。 总学分不少于35学分，其中必修课程不少于14个学分。

四、课程设置

五、科研能力与水平 1、掌握金融学科的基本理论、基本知识； 2、具有处理银行、证券、投资与保险等方面业务的基本能力； 3、熟悉国家有关金融的方针、政策和法规； 4、了解本学科的理论前沿和发展动态； 5、具有一定科学研究和实际工作能力； 6、鼓励学生在正式出版的学术期刊发表学术论文。 六、开题报告 硕士研究生应在导师的指导下于第4小学期进行开题工作，硕士生导师应在第1学期给学生布置任务，提前明确研究方向乃至论文题目，硕士生提前进入论文选题与开题的准备工作。选题至少在第2学期与课程学习并行开展，在课程学习的同时，通过大量查阅文献(文献阅读量不少于50篇，且外文文献不少于20篇)、收集资料和调查研究后确定研究课题，写出选题文献综述(不少于5000字)和研究计划，按照《南京理工大学硕士研究生学位论文选题、开题的规定》中的要求完成开题报告。开题报告经导师签字同意后，由学科点在第4小学期末组织专家进行开题答辩，审议通过。 七、学位论文 学位论文工作是硕士研究生培养工作的重要组成部分，是对硕士生进行科学研究的全面训练，是培养硕士生创新能力、综合运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题能力的重要环节。硕士学位论文要求层次分明、概念清楚、立论正确、分析严谨、数据可靠、计算正确、图表清晰、语句流畅。研究生应按照研究进度及写作格式规范撰写学位论文，论文在某些方面应有所创新。学位论文必须在导师的指导下由硕士生独立完成。

光学A课程教学大纲

《光学A》课程教学大纲 课程名称：Optics 课程编号：132016 总学时数：80学时讲课学时：64学时实验学时：16学时 学分：5学分 先修课程：高等数学、力学、热学、电磁学 教材：姚启钧原著，光学教程（第三版）.北京:高等教育出版社2002.7 参考书目：赵凯华钟锡华，光学．北京：北京大学出版社，1984.1 刘坤英范汝盐主编，光学.北京：中国科学技术出版社，1994.8 《课程内容简介》： 《光学》课程内容包括：几何光学及物理光学两大部分,以物理光学为主。物理光学分波动光学和量子光学两大板块，以波动光学为主。第一章主要讲述几何光学的基本原理及基本成像仪器。波动光学中首先设置波动光学通论一章，介绍波的时空周期性及其数学描述，进而从波的叠加观点分析各种波的合成方式及其结果，从中引入偏振光的概念；最后系统讨论光在各项同性介质界面的反射与折射。然后分别以三章内容，系统而详尽的讲解光的干涉、衍射和偏振现象，说明其物理成因、数学处理方法、各种干涉、衍射图样的特征及形成条件，以及一些有关光学仪器及器件的原理和应用。第六章介绍光的吸收、色散和散射现象。第七章从经典物理处理黑体辐射时的困难入手引入光的量子性，进而介绍支持光的量子性的一系列实验，深化对光的本性的认识，并以光的波粒二象性对全书的基本观点进行总结。 一、课程性质、目的和要求 《光学》是为物理系本科生物理学专业学生开设的一门必修基础课。是培养物理专业人才的专业课程之一，在教学培养计划中列为主干课程。 通过本课程的学习，使学生逐步掌握波动光学，几何光学及量子光学的基本原理及研究有关问题的思路和方法，在获取知识的同时，学生建立物理模型的能力、定性分析、估算与定量计算的能力，独立获取知识的能力，理论联系实际的能力获得同步提高与发展。开阔思路，激发探索和创新精神，增强适应能力，提升其科学技术的整体素养。通过本课程的学习，使学生掌握科学的学习方法和形成良好的学习习惯，养成辩证唯物主义的世界观和方法论。通过本门课程的学习，使学生系统地掌握有关光学的基本概念、基本规律和基本的计算方法，培养学生分析和解决问题的能力，为学习后续课程以及今后的工作打下基础。 通过本课程的学习，应使学生达到如下要求： （１）掌握光学的基础理论、基础知识、基本技能和光学的整体结构。并初步具备近代光学及其应用的物理基础。

【物理】中国物理学现状 ——献给世界物理年

【物理】中国物理学现状——献给世界物理年 作者: bird007 发布日期: 2008-09-08 作者：九维空间QQ：56812216 为了纪念伟大的爱因斯坦发表改变世界的五篇论文一百周年，以及他逝世50周年，联合国大会在04年6月份一致通过决议把2005年定为“世界物理年”。 谈到物理学，首先要对物理学下一个定义。物理者，万物之理也。在英文中PHYSICS一词与PHYLOSOPHY（哲学）很相近，物理学最早被称为自然哲学，是哲学专门研究自然界的分支。这个概念最早可追溯到亚里士多德《物理学》一书，后来在牛顿的巨著《自然哲学的数学原理》给了物理学的诞生时一个比较准确的定义：用数学工具解决自然哲学问题，即用数学了解整个自然界的运动规律。中国古代采用“格物至知”一词来定义这门学科，即采用分析的方法研究物质获得知识，与中国古代哲学重视整体统一性而严重忽略事物细节和内部规律的做法大相径庭。 从诞生的那一天起，物理学就通过对自然界五花八门千变万化的各种现象内在本质的探索来帮助人类认识这个世界，从而能改造这个世界。既然物理学追求的是物质世界的一切运动规律，那么从广义上讲，一切自然科学都是物理学。这中说法毫不过分，自然科学本身就是人类为了认识这个世界而发展起来的方法和知识体系，自然科学的其他分支诸如化学，生命科学，宇宙学（天文），地球科学（地理）等等研究领域都是自然界的一部分或是一个知识层面，只有物理学研究的是整个自然界，大到浩瀚宇宙小到基本粒子。相比于其他学科定性概念居多研究深度有限而言，物理学深入探索整个自然界一切现象的本质规律，并尽可能地使其数学定量化，其他自然科学学科领域最基础最本质的运动规律和产生现象的原因都要靠物理学来回答，因此从广义上讲一切自然科学都是广义上的物理学。 然而这并不意味着其他自然科学学科可以简单地并入物理学成为他的一个分支，系统科学的出现表明，很多宏观概念还原到微观本质上的物理学规律以后是不能准确地反映这个概念的，因为在微观还原过程中层层近似并且忽略了在微观情况下可以忽略而组成宏观系统后影响较大不能忽略的那部分因素，因此还原论只是寻找本质，而本质并不代表一切。在化学和生物学等学科中很多概念都是复杂系统特有而对单个粒子意义不大的性质，诸如PH值、反应速率、生态系统等等。物理学本身也有很多这样的概念，例如温度本质上虽然是分子平均动能的体现，但在实际研究中后者显然不能替代前者。 于是我们通常所说的物理学便是狭义上的物理学。探讨中国物理学的现状，首先要知道世界物理学的现状，因为中国物理学一直落后于西方，它的现状和发展很基本上是由世界物理学现状及发展所决定的。国内将物理学列为一级学科，其下有

前沿引领技术基础研究专项前沿项目邀约书【模板】

附件1 前沿引领技术基础研究专项前沿项目邀约书 项目1：面向光子芯片研发的核心材料及关键技术基础 项目负责人：XXX 牵头承担单位：XX大学 一、项目方案概述 项目拟根据量子光学与量子信息应用需求，研究铌酸锂光子芯片上单元功能器件制备及其集成技术，研究光子高效产生与调控机理及实现的关键技术，展示若干重要应用。拟解决的重大科学问题和关键技术有：片上纠缠光子、单光子的高效产生和多维度调控,突破衍射极限下光的低损耗传输和有效耦合,具有特殊功能的光量子芯片的设计等；攻关基质材料大尺寸铌酸锂单晶生长,高品质光学超晶格制备和畴结构的精确调控,低损耗光子微结构精准加工及集成；展示若干重要应用如片上量子密钥产生与分发、量子信息处理、移动平台芯片化量子信息网络原理及实现等。该项目拟形成系列前沿引领技术与知识储备，为确立我省在光与量子信息芯片方向的技术引领作出贡献。 项目分阶段同步实施，包括突破铌酸锂晶体材料和微结构制备关键技术，光子器件原理探索和功能设计；片上结构与器件加工及集成；面向若干重要应用开发相关芯片，基于芯片的移动平台光量子信息系统等。 二、项目考核指标 1. 高品质光学级铌酸锂单晶，晶圆直径≥ 4 in；光学超晶格最小极

化周期≤ 4 μm；单模波导光学损耗≤ 0.1 dB/cm，微腔光学品质≥ 106量级；频率调制带宽≥ 40 GHz，半波电压≤ 2 V；中红外激光功率≥ 1 W，波长调谐范围2-4.1 μm；光频率梳谱宽≥ 300 nm。 2. 系列具有特定功能的光量子信息处理芯片，纠缠光子产率≥ 108 Hz˙nm-1˙mW-1，纠缠度≥ 0.93，保真度≥ 90%。 3. 针对不同协议的量子保密通信终端芯片，发射端光子态保真度≥ 99.5%，终端核心体积≤ 0.4 m3。 4. 基于移动平台的芯片化量子信息系统，纠缠分发距离≥ 1 km，密钥分发距离≥ 5 km，纠缠分发CHSH S值≥ 2.4。 三、课题分解方案 课题一：高品质铌酸锂材料和基本器件的制备 研究高品质光学级铌酸锂单晶生长，光学超晶格、波导和微腔等微结构及基本器件的制备工艺，满足课题二、三、四的需求，并研发多波长中红外激光器和频率梳产生。 考核指标：铌酸锂单晶直径≥ 4 in；光学超晶格最小极化周期≤ 4 μm；单模波导光学损耗≤ 0.1 dB/cm；中红外激光功率≥ 1 W；频率梳谱宽≥ 300 nm。 课题二：光量子信息处理芯片 基于课题一的加工工艺，研究片上多种光子纠缠态的制备和多自由度操控，实现特定功能的光量子信息处理芯片，为课题二和课题三提供支持。 考核指标：片上纠缠光子产率≥ 108 Hz˙nm-1˙mW-1，纠缠度≥ 0.93，量子信息处理芯片保真度≥ 90%。 课题三：芯片化量子保密通信终端 基于课题一和课题二的基础，研究芯片化量子保密通信终端，配合课题四实现基于光子芯片的量子保密通信系统，并对其安全性和稳定性进行 —17 —

量子光学作业1

作业一 Maxwell方程的物理意义及其应用举例。 麦克斯韦方程组的积分形式： 麦克斯韦方程组的微分形式： 式中、、、分别是电感强度（电位移矢量）、电场强度、磁感强度和 磁场强度，对和的积分分别表示磁场中任一闭合曲面和闭合回路上的积分。表示闭合曲面内包含的总电量。表示积分闭合回路包围的传导电流。方程组 的第一式是高斯定理的数学表示；第二式是法拉第电磁感应定律的数学表示式；第三式表示磁场是无源场，不存在像电荷那样的“磁荷”；第四式表示在交变电 磁场情况下，磁场既包括传导电流产生的磁场，也包括位移电流产生的磁场。

是自由电荷的体密度，是传导电流密度，是位移电流密度 高斯磁定律表明，磁单极子实际上并不存在于宇宙。所以，没有磁荷，磁场线没有初始点，也没有终止点。磁场线会形成循环或延伸至无穷远。换句话说，进入任何区域的磁场线，必需从那区域离开。以术语来说，通过任意闭曲面的磁通量等于零，或者，磁场是一个螺线矢量场。 式中、、、分别是电感强度（电位移矢量）、电场强度、磁感强度和 磁场强度，对和的积分分别表示磁场中任一闭合曲面和闭合回路上的积分。表示闭合曲面内包含的总电量。表示积分闭合回路包围的传导电流。方程组 的第一式是高斯定理的数学表示；第二式是法拉第电磁感应定律的数学表示式；第三式表示磁场是无源场，不存在像电荷那样的“磁荷”；第四式表示在交变电 磁场情况下，磁场既包括传导电流产生的磁场，也包括位移电流产生的磁场。 麦克斯韦-安培定律阐明，磁场可以用两种方法生成：一种是靠电流（原本的安培定律），另一种是靠含时电场（麦克斯韦修正项）。在电磁学里，麦克斯韦修正项意味着含时电场可以生成磁场，而由于法拉第感应定律，含时磁场又可以生成电场。这样，两个方程在理论上允许自我维持的电磁波传播于空间。 麦克斯韦方程组揭示了电场与磁场相互转化中产生的对称性优美，这种优美以现代数学形式得到充分的表达。但是，我们一方面应当承认，恰当的数学形式才能充分展示经验方法中看不到的整体性(电磁对称性)；另一方面，我们也不应当忘记，这种对称性的优美是以数学形式反映出来的电磁场的统一本质。因此，我们应当认识到应在数学的表达方式中"发现"或"看出" 了这种对称性，而不是从物理数学公式中直接推演出这种本质。 补充介绍一下梯度，旋度，散度的概念： 梯度：在向量微积分中，标量场的梯度是一个向量场。标量场中某一点上的梯度指向标量场增长最快的方向，梯度的长度是这个最大的变化率。一个标量函数的梯度记为：或，其中表示向量微分算子。在三维情况，该表达

理学 SCIENCE 学科中英文对照

理学SCIENCE 课程中文名称课程英文名称 矩阵分析Matrix Analysis 面向对象程序设计方法Design Methods of Object Oriented Program 李代数Lie Algebra 代数图论Algebraic Graph Theory 代数几何（I）Algebraic Geometry（I） 泛函分析Functional Analysis 论文选读Study on Selected Papers Hopf代数Hopf Algebra 基础代数Fundamental Algebra 交换代数Commutative Algebra 代数几何Algebraic Geometry Hopf代数与代数群量子群Hopf Algebra , Algebraic Group and Qua ntum Group 量子群表示Representation of Quantum Groups 网络算法与复杂性Network Algorithms and Complexity 组合数学Combinatorial Mathematics 代数学Algebra 半群理论Semigroup Theory 计算机图形学Computer Graphics 图的对称性Graph Symmetry 代数拓扑Algebraic Topology 代数几何（II）Algebraic Geometry（II） 微分几何Differential Geometry 多复变函数Analytic Functions of Several Complex Variab les 代数曲面Algebraic Surfaces 高维代数簇Algebraic Varieties of Higher Dimension 数理方程Mathematics and Physical Equation 偏微分方程近代方法The Recent Methods of Partial Differential Equations 激波理论The Theory of Shock Waves 非线性双曲型守恒律解的存在性The Existence of Solutions for Non linear Hyperbolic Conservation Laws 粘性守恒律解的稳定性Stability of Solutions for Viscous Conservation Laws 微分方程数值解Numerical Methods for Differential Equations 小波理论与应用Warelet Theory and Application 非线性方程组的数值解法Numerical Methods for No-linear System s of Equations 网络算法与复杂性Network Algorithms and Complexity Graph Theory 60 近世代数Modern Algebra 高等量子力学Advanced Quantum Mechanics 统计力学Statistical Mechanics 固体理论Solid State Theory 薄膜物理Thin Film Physics 计算物理学Computational Physics 量子场论Quantum Field Theory

NIM(负折射率材料)专题研究

NIM （负折射率材料）专题研究 严 杰 一、有关折射的基本概念 1、基本定义与关系式 电磁学的早期即由实验发现了以下规律：各向同性介电物质中电位移矢量与电场强度矢量方向一致，大小成正比，故有 E ε=D ，式中ε是比例系数，称为介电率或介电常数．另外，实验还证明，对各向同性非铁磁性物质，磁感应强度矢量与磁场强度矢量方向一致，大小成正比，故有H B μ=，式中μ比例系数称为导磁率．ε和μ被看成表征物质电磁性质的宏观参数． 在自由空间(无电荷源及传导电流)，由麦克斯韦方程组导出的电磁波波方程为 由此得无色散电磁波传播速度r r c v μεεμ = = 1 式中，0/εεε=r 是相对介电常数； ,/0μμμ=r 是相对磁导率00με，则为ε，μ在真空中的值； 而c 为自由空间(真空中)光速，0 01 με= c 。实际上，按照麦克斯韦场理论，电磁作用过程是经过场(波)而完成的，在真 空条件下，这个作用传递的速度就是c ．可见，麦克斯韦由于提出电磁场方程组而被后人认 为是伟大的科学家这点没错；但由于时代的局限(经典场论产生于距今136年前)，他的理论不可能解释近年来以量子力学、量子光学为基础而完成的超光速、超慢光速实验． 2、折射 折射是自然界最基本的电磁现象之一。当电磁波以任意角度入射到两种不同折射率的介质交界面处时，波传播的方向会发生变化。那么，介质的折射率是如何定义的？ 图一表示介质1中的入射波在介质2中折射，虚线AC ，BE 为波前，由于 , sin ,sin 2211t v CB CE t v CB AB ====θθ故有 此式即为Snell 定律，由它可以计算折射波前进的方向，式中1v ，2v 均为相速。 ,02 2 2 2 2 2 =??-?=??-?t H H t E E εμ εμ 1 2 11222121sin sin n n v v ===μεμεθθ

量子光学重点整理

一、量子调控的途径：外场调控（振幅、相位、啁啾及形状等手段调控）和 结构调控（利用材料的结构特征调控，比如原子、分子及半导体微结构等）；量子干涉与相干现象：激光诱导原子态相干，导致了介质不同激发通道间的量子干涉。从而可操控介质的光学特性。 经典相干导致原子相干 经典干涉导致量子干涉 量子化的基本思想： 找出描述经典场的一组完备的正则“坐标”和“动量”，然后把它们视为相应的算符，满足正则坐标和正则动量的对易式，从而使其量子化。 粒子数算符 ??? N a a+ =的本征态就是FOCK态|n>。 Fock表象也叫占有数表象能量表象 二、 相干态的三种定义： 1，湮灭算符的本征态 2. ()0 D αα = 相干态是位移算符作用在真空态上得来的，是谐振子基 态的位移形式。

3.光子数态的分解： 相干态的性质： 1.粒子数分布是泊松分布相干态下的光子的平均数目 2.相干态是最小不确定态 3. 4.相干态并非正交系 5.相干态是光场正频部分（湮灭算符）的本征态，具有和真空态一样的最小测不准关系。 6.相干态的相干度是1. 压缩态：

相干态时： FOCK态时： 压缩算子： 压缩相干态：双光子想干态 一、实现光学压缩态的基本条件 1、有合适的机制，对光强或光场的振幅的起伏进行抑制； 2、有合适的对相位灵敏的放大机制，使得被压缩的光场分量放大，而另一个分量衰减。 实现光学压缩态的实验途径 1、四波混频产生光学压缩态 2.用光学参量振荡实现压缩态的实验 三、压缩态光的应用 1）.减小光通讯中的噪声，大大提高信噪比 2）.引力波检测 3）.激光光谱

海森堡绘景下的薛定谔方程： 二能级近似： 电偶极近似：

量子光学课程中Jaynes-Cummings模型与前沿科学研究相结合的教学探索

课程教学 Curriculum Teaching 量子光学课程中Jaynes-Cummings模型与前沿科学研究相结合的教学探索 华明 (天津工业大学物理科学与技术学院天津300387) 摘要量子光学为多种前沿科学研究提供了理论基础，是研究生阶段重要课程之一。Jaynes-Cummings(JC)模型是量子光学中很重要的模型，被广泛应用于描述一个二能级原子和一个单模腔场的相互作用.该模型成立的前提是腔场 与二能级原子的耦合强度远小于腔频(丄《1).随着近些年实验技术的发展,g/s被不断增大，单纯JC模型的教学是 CO c 否能跟得上研究的进展便成为一个问题.我们在这篇文章里数值计算并讨论了是否考虑旋转波近似的单模腔场与二能级原子的共振相互作用.通过在教学中引入前沿科学研究及相关讨论，学生们知道了满足不同量子操作精度所需要g也的取值范围.这为学生在未来科研中打下坚实基础. 关键词量子光学JC模型教学改革课堂教学 中图分类号：G424 文献标识码:A DOI:10.16400/https://www.sodocs.net/doc/0f3840324.html,ki.kjdks.2019.06.043 Teaching Exploration of Combining Jaynes-Cummings Model with Frontier Scientific Research in Quantum Optics Course HUA Ming (School of Physical Science and Technology,Tianjin Polytechnic University,Tianjin300387) Abstract Quantum optics provides a theoretical basis for many frontier scientific researches and is one of the important cour-ses in postgraduate stage.Jaynes-Cummings(JC)model is an important model in quantum optics.It is widely used to describe the interaction between a two l evel atom and a single-mode cavity field.The premise of the model is that the coupling strength between the cavity field and the two-level atom is much less than the cavity frequency(-^-?1).With the development of ex- 3c perimental technology in recent years,g/co c has become a question whether the teaching of J C model can keep up with the prog-ress of research.In this paper,we numerically calculate and discuss whether the resonant interaction between a single-mode cavity field and a two-level atom with rotating wave approximation is considered.By introducing frontier scientific research and related discussions into teaching,students know the range of v alues needed to satisfy different quantum operation accuracy. This will lay a solid foundation for students in future scientific research. Keywords quantum optics;JC model;teaching reform;classroom teaching 0前言 Jaynes-Cummings(JC)模型是量子光学"课程中的重要理论模型，它描述了一个二能级原子与一个单模腔场的相互作 用。该模型成立的前提a是腔场与二能级原子的耦合强度g要远小于腔频4。在早期实验中，由于能实现的原子(或人工原子)与各种谐振腔的耦合强度都较小所以人们以JC模型为基础给出了大量基于原子(或人工原子)或谐振腔的普适量子逻辑门、量子纠缠以及各种量子操作的构建方案并能很好的指导相关实验的实现。因此，在以前的量子光学教学中人们无需讨论JC模型的适用范围也可以不影响大部分学生未来的科学研究。随着实验技术的发展，谐振腔与人工原子之间的耦合强度逐渐增大。w这让基于该系统的各种量子操作的完成时间被大大缩短。但与此同时，由于g逐渐接近s使得JC模型不再能很好的描述这种系统。这时，我们需要在JC模型的教学中定量的告诉学生该模型的适用范围与耦合强度和腔频之间的关系来指导学生在未来的科研中更准确的使用该模型。 1JC模型 当一个系统由一个二能级原子和一个单模腔场耦合组成,那么该系统可以由哈密顿量 H,-a>M a+