Comment représenter une impulsion laser en optique quantique

Max Lock

Comment représenter une impulsion laser en optique quantique


Chaque manuel d’optique quantique que j’ai trouvé dit quelque chose comme « un état cohérent représente la sortie d’un laser », mais un état cohérent est une chose statique (à part la phase oscillante du paramètre complexe); comment représentez-vous une impulsion laser se propageant dans l’espace et le temps? Je suppose que vous devez prendre une sorte de somme sur les modes k (car un seul mode k est probablement complètement délocalisé?) …

De plus, toutes les références que vous pouvez suggérer et qui en discutent en détail seraient grandement appréciées!

Nikos M.

la propagation d’un paquet d’ondes suit l’équation de rétrécissement, avec un potentiel approprié, qui après un certain temps (selon l’application) le paquet d’ondes devient dispersé ou décohérent

Max Lock

Pouvez-vous écrire des fonctions d’onde de position / impulsion-espace pour les états du champ EM? J’avais supposé que, comme un état général a un nombre de particules non défini, les fonctions d’onde sont mal définies. Qu’est-ce que

Nikos M.

j’ai un livre « Lasers », O. Svelto, va jeter un œil et mettre à jour

Sofia

Essayez ceci: « L’état quantique d’un champ laser de propagation », par SJ van Enk et Christopher A. Fuchs, dans l’arXiv quant-ph, arxiv.org/abs/quant-ph/0111157 .

Réponses


 Girish

Un état cohérent est en fait une idéalisation mathématique d’un laser monochromatique. À strictement parler, tout laser à ondes continues en laboratoire serait un mélange statistique d’états cohérents randomisés en phase. En outre, il aurait également une largeur de ligne finie, et différentes composantes de fréquence dans cette largeur de ligne n’auraient aucune relation de phase définie entre elles. Un tel champ est appelé champ fixe, car ses caractéristiques physiques ne dépendent pas de l’origine du temps. Comprenons cela mathématiquement.

Le champ électrique scalaire analytique positif a la représentation suivante dans la base de fréquence,

E(+)(t)=012ωune^(ω)ejeωtω

Pour un champ stationnaire, la fonction de corrélation temporelle

E(+)(t)E()(t+τ)

qui mesure la corrélation entre le champ au temps

t

et le champ à l’instant

t+τ

ne dépend que de la différence de temps

τ

. Soit dit en passant, cela signifie également que l’intensité moyenne, qui est juste la fonction de corrélation évaluée pour

τ=0

est constant, c’est-à-dire indépendant de

t

. Un tel champ peut avoir une largeur de bande finie, mais les différentes composantes de fréquence doivent être complètement non corrélées. Mathématiquement, cela signifie que,

une^(ω)une^(ω)=S(ω)δ(ωω)

S(ω)

est définie comme la densité spectrale du champ, et est la quantité que l’on mesure sur le spectromètre.

En revanche, un champ pulsé n’est pas un champ stationnaire. Les propriétés physiques du champ dépendent en effet de l’origine du temps. Pour un tel champ, différentes composantes de fréquence devraient avoir une relation de phase définie afin de se superposer et de donner une impulsion. Une impulsion gaussienne unique, par exemple, est bien décrite par le modèle de Gaussian-Schell qui suppose essentiellement une largeur de ligne gaussienne de fréquences et que les corrélations entre les différentes composantes de fréquence ont une propagation gaussienne.

De plus, si vous avez un train d’impulsions, il est facile de voir que le spectre de fréquence correspondant serait discret, mais encore une fois, les différentes composantes de fréquence devraient être corrélées.

Je recommande les références suivantes qui fournissent une description holistique de ces concepts:

  1. Cohérence optique et optique quantique – L. Mandel et E. Wolf
  2. Optique statistique – Joseph. W. Goodman


 dbq

Un état cohérent est un champ sinusoïdal monochromatique. L’impulsion de champ électrique n’est pas intrinsèquement monochromatique, mais a plutôt un spectre de fréquences qui se superposent les unes aux autres de manière à s’ajouter de manière constructive une fois à chaque fois que l’impulsion se répète. Par conséquent, pour représenter l’impulsion de champ en optique quantique, vous devez réellement introduire plus de modes: l’état complet est un produit tensoriel de l’état de chaque mode, chacun étant lui-même dans un état cohérent.

 

#(une, #en, comment, impulsion, laser, optique, quantique, représenter

 

google

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *