Динаміка корельованого випромінювання резонатора лазера, поєднаного з двомодовим тепловим резервуаром
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe66.12.1027Ключові слова:
стимульоване випромiнювання, статистика фотонiв, квадратурне стиснення, спонтанне випромiнюванняАнотація
Аналiзуються квантовi властивостi променя свiтла iз резонатора когерентно збуджуваного невиродженого трирiвневого лазера, поєднаного з двомодовим тепловим резервуа-ром. Аналiз виконано iз застосуванням нормально впоряд-кованих операторiв шуму теплового резервуара. Обговорюється вплив теплового та спонтанного випромiнювань на динамiку квантових процесiв. Показано, що максимальна ступiнь стиснення у порожнинi на 43% нижче рiвня для вакуумного стану. Бiльше того, наявнiсть теплового випромiнювання викликає зменшення ступеня переплутування.
Посилання
M.O. Scully, M.S. Zubairy. Quantum Optics (Cambridge University Press, 1997).
https://doi.org/10.1017/CBO9780511813993
F. Kassahun. Refind Quantum Analysis of Light (Create Space Independent Publishing Platform, 2014).
K. Fesseha. Three-level laser dynamics with squeezed light. Phys. Rev. A 63, 033811 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.63.033811
M.O. Scully, M.S. Zubairy. Noise free amplification via the two-photon correlated spontaneous emission laser. Opt. Commun. 66, 303 (1988).
https://doi.org/10.1016/0030-4018(88)90419-1
J. Anwar, M.S. Zubairy. Quantum-statistical properties of noise in a phase-sensitive linear amplifier. Phys. Rev. A 49, 481 (1994).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.49.481
N. Lu, F.X. Zhao, J. Bergou. Nonlinear theory of a twophoton correlated-spontaneous-emission laser: A coherently pumped two-level-two-photon laser. Phys. Rev. A 39, 5189 (1989).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.39.5189
Eyob Alebachew and K. Fesseha. Interaction of a two-level atom with squeezed light. Opt. Commun. 271, 154 (2007).
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2006.10.016
Fesseha Kassahun. Stimulated emission by two-level atoms pumped to the upper level. Opt. Commun. 284, 1357 (2011).
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2010.11.026
N.A. Ansari, J. Gea-Banacloche, M.S. Zubairy. Phasesensitive amplification in a three-level atomic system. Phys. Rev. A 41, 5179 (1990).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.41.5179
N.A. Ansari. Effect of atomic coherence on the second and higher-order squeezing in a two-photon three-level cascade atomic system. Phys. Rev. A 48, 4686 (1993).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.48.4686
T. Abebe. The quantum analysis of a non-degenerate three-level laser with spontaneous emission and noiseless vacuum reservoir. Ukr. J. Phys. 63 (11), 969 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.11.969
S.M. Barnett, P.M. Radmore. Methods in Theoretical Quantum Optics (Oxford University Press, 1997) [ISBN: 9780198563617].
M.O. Scully, K. Wodkiewicz, M.S. Zubairy, J. Bergou, N. Lu, J. Meyer ter Vehn. Two-photon correlated-spontaneous-emission laser: Quantum noise quenching and squeezing. Phys. Rev. Lett. 60, 1832 (1988).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.60.1832
T. Abebe. Enhancement of squeezing and entanglement in a non-degenerate three-level cascade laser with coherently driven cavity. Ukr. J. Phys. 63 (8), 733 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.8.733
C.W. Gardiner, P. Zoller. Quantum Noise (Springer Series in Synergetics, 2000)
https://doi.org/10.1007/978-3-662-04103-1
D.F. Walls. Squeezed states of light. Nature 306, 141 (1983).
https://doi.org/10.1038/306141a0
C.M. Caves. On the measurement of a weak classical force coupled to a quantum-mechanical oscillator. Rev. Mod. Phys. 52, 341 (1980).
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.52.341
A. Abramovici et al. The laser interferometer gravitationalwave observatory. Science 256, 325 (1992).
https://doi.org/10.1126/science.256.5055.325
J. Harms et al. Squeezed-input, optical-spring, signalrecycled gravitational-wave detectors. Phys. Rev. D 68, 042001 (2003).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.68.042001
R. Schnabel et al. Squeezed light and laser interferometric gravitational Wave detectors. Classical Quant. Grav. 25, 1045 (2004).
https://doi.org/10.1088/0264-9381/21/5/099
C.M. Caves. Quantum-mechanical noise in an interferometer. Phys. Rev. D 23, 1693 (1981).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.23.1693
M. Xiao et al. Precision measurement beyond the shotnoise limit. Phys. Rev. Lett. 59, 278 (1987).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.59.278
E.S. Polzik et al. Spectroscopy with squeezed light. Phys. Rev. Lett. 68, 3020 (1992).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.3020
Y. Yamamoto, H.A. Haus. Preparation, measurement and information capacity of optical quantum states. Rev. Mod. Phys. 58, 1001 (1986).
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.58.1001
R.E. Slusher, L.W. Hollberg, B. Yurke, J.C. Mertz, J.F. Valley. Observation of squeezed states generated by four-wave mixing in an optical cavity. Phys. Rev. Lett. 56, 788 (1986).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.56.788
K. Fesseha. Three-level laser dynamics with squeezed light. Phys. Rev. A 63, 033811 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.63.033811
T. Abebe. Coherently driven nondegenerate three-level laser with noiseless vacuum reservoir. Bulg. J. Phys. 45, 357 (2018).
F. Kassahun. Fundamentals of Quantum Optics (Lulu, 2008).
N. Lu, S.Y. Zhu. Quantum theory of a two-mode twophoton correlated spontaneous-emission laser. Phys. Rev. A 41, 2865 (1990).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.41.2865
C.A. Blockely, D.F. Walls. Intensity fluctuations in a frequency down-conversion process with three-level atoms. Phys. Rev. A 43, 5049 (1991).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.43.5049
E. Alebachew. Continuous-variable entanglement in a nondegenerate three-level laser with a parametric oscillator. Phys. Rev. A 76, 023808 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.76.023808
N.A. Ansari. Theory of a two-mode phase-sensitive amplifie. Phys. Rev. A 46, 1560 (1992).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.46.1560
G.S. Agrawal, G. Adam. Photon distributions for nonclassical fields with coherent components. Phys. Rev. A 39, 6259 (1989).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.39.6259
S.M. Barnett, P.M. Radmore. Methods in Theoretical Quantum Optics (Oxford University Press, 1997).
N. Lu, S.Y. Zhu. Quantum theory of two-photon correlated-spontaneous-emission lasers: Exact atom-field interaction Hamiltonian approach. Phys. Rev. A 40, 5735 (1989).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.40.5735
E. Alebachew. Enhanced squeezing and entanglement in a non-degenerate three-level cascade laser with injected squeezed light. Opt. Commun. 280, 133 (2007).
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2007.08.017
S. Tesfa. Dynamics of the cavity radiation of a correlated emission laser initially seeded with a thermal light. Phys. Scr. 84, 045403 (2011).
https://doi.org/10.1088/0031-8949/84/04/045403
S. Tesfa. Entanglement amplification in a nondegenerate three-level cascade laser. Phys. Rev. A 74, 043816 (2006). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.74.043816
B.C. Sanders. Entangled coherent states. Phys. Rev. A 45, 6811 (1992). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.45.6811
A. Einstein, B. Podolsky, R. Rosen. Can quantum mechanical description of physical reality be considered complete? Phys. Rev. 47, 777 (1935). https://doi.org/10.1103/PhysRev.47.777
L.M. Duan, G. Giedke, J.J. Cirac, P. Zoller. Inseparability criterion for continuous variable systems. Phys. Rev. Lett. A 84, 2722 (2000). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.2722
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
