量子光學基礎（第4版） [Elements of Quantum Optics] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 梅斯瑞 著

圖書標籤:

• 量子光學
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• 光學
• 電磁學
• 光子
• 腔量子電動力學
• 非綫性光學
• 量子信息
• 量子技術
• 物理學

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510023989

版次：4

商品編碼：10516008

包裝：平裝

外文名稱：Elements of Quantum Optics

開本：24開

齣版時間：2010-08-01

用紙：膠版紙

頁數：507

正文語種：英文

內容簡介

This book grew out of a 2-semester graduate course in laser physics and quan-tum optics. It requires a solid understanding of elementary electromagnetismas well as at least one, but preferably two, semesters of quantum mechanics.

內頁插圖

目錄

Classical Electromagnetic Fields
1.1 Maxwells Equations in a Vacuum
1.2 Maxwells Equations in a Medium
1.3 Linear Dipole Oscillator
1.4 Coherence
1.5 Free-Electron Lasers
Problems

Classical Nonlinear Optics
2.1 Nonlinear Dipole Oscillator
2.2 Coupled-Mode Equations
2.3 Cubic Nonlinearity
2.4 Four-Wave Mixing with Degenerate Pump Frequencies
2.5 Nonlinear Susceptibilities
Problems

Quantum Mechanical Background
3.1 Review of Quantum Mechanics
3.2 Time-Dependent Perturbation Theory
3.3 Atom-Field Interaction for Two-Level Atoms
3.4 Simple Harmonic Oscillator
Problems

Mixtures and the Density Operator
4.1 Level Damping
4.2 The Density Matrix
4.3 Vector Model of Density Matrix
Problems

CW Field Interactions
5.1 Polarization of Two-Level Medium
5.2 Inhomogeneously Broadened Media
5.3 Counterpropagating Wave Interactions
5.4 Two-Photon Two-Level Model
5.5 Polarization of Semiconductor Gain Media

Problems
6 Mechanical Effects of Light
6.1 Atom-Field Interaction
6.2 Doppler Cooling
6.3 The Near-Resonant Kapitza-Dirac Effect
6.4 Atom Interferometry
Problems

Introduction to Laser Theory
7.1 The Laser Self-Consistency Equations
7.2 Steady-State Amplitude and Frequency
7.3 Standing-Wave, Doppler-Broadened Lasers
7.4 Two-Mode Operation and the Ring Laser
7.5 Mode Locking
7.6 Single-Mode Semiconductor Laser Theory
7.7 Transverse Variations and Gaussian Beams
Problems

Optical Bistability
8.1 Simple Theory of Dispersive Optical Bistability
8.2 Absorptive Optical Bistability
8.3 Ikeda Instability

Problems
9 Saturation Spectroscopy
9.1 Probe Wave Absorption Coefficient
9.2 Coherent Dips and the Dynamic Stark Effect
9.3 Inhomogeneously Broadened Media
9.4 Three-Level Saturation Spectroscopy
9.5 Dark States and Electromagnetically Induced Transparency
Problems

10 Three and Four Wave Mixing
10.1 Phase Conjugation in Two-Level Media
10.2 Two-Level Coupled Mode Coefficients
10.3 Modulation Spectroscopy
10.4 Nondegenerate Phase Conjugation by Four-Wave Mixing
Problems

11 Time-Varying Phenomena in Cavities
11.1 Relaxation Oscillations in Lasers
11.2 Stability of Single-Mode Laser Operation
11.3 Multimode Mode Locking
11.4 Single-Mode Laser and the Lorenz Model
Problems

Coherent Transients
12.1 Optical Nutation
12.2 Free Induction Decay
12.3 Photon Echo
12.4 Ramsey Fringes
12.5 Pulse Propagation and Area Theorem
12.6 Self-Induced Transparency
12.7 Slow Light
Problems

Field Quantization
13.1 Single-Mode Field Quantization
13.2 Multimode Field Quantization
13.3 Single-Mode Field in Thermal Equilibrium
13.4 Coherent States
13.5 Coherence of Quantum Fields
13.6 Quasi-Probability Distributions
13.7 SchrSdinger Field Quantization
13.8 The Gross-Pitaevskii Equation
Problems

Interaction Between Atoms and Quantized Fields
14.1 Dressed States
14.2 Jaynes-Cummlngs Model
14.3 Spontaneous Emission in Free Space
14.4 Quantum Beats
Problems

System-Reservoir Interactions
15.1 Master Equation
15.2 Fokker-Planck Equation
15.3 Langevin Equations
15.4 Monte-Carlo Wave Functions
15.5 Quantum Regression Theorem and Noise Spectra
Problems

Resonance Fluorescence
16.1 Phenomenology
16.2 Langevin Equations of Motion
16.3 Scattered Intensity and Spectrum
16.4 Connection with Probe Absorption
16.5 Photon Antibnnching
16.6 Off-Resonant Excitation
Problems

Squeezed States of Light
17.1 Squeezing the Coherent State
17.2 Two-Sidemode Master Equation
17.3 Two-Mode Squeezing
17.4 Squeezed Vacuum
Problems

Cavity Quantum ElectrodynAmlcs
18.1 Generalized Master Equation for the Atom-Cavity System
18.2 Weak Coupling Regime
18.3 Strong Coupling Regime
18.4 Velocity-Dependent Spontaneous Emission
18.5 Input-Output Formalism
Problems

Quantum Theory of a Laser
19.1 The Micromaser
19.2 Single Mode Laser Master Equation
19.3 Laser Photon Statistics and Linewidth
19.4 Quantized Sidemode Buildup
Problems

Entanglement, Bell Inequalities and Quantum Information
20.1 Einstein-Podolsky-Rosen Paradox and Bell Inequalities
20.2 Bipartite Entanglement
20.3 The Quantum Beam Splitter
20.4 Quantum Teleportation
20.5 Quantum Cryptography
20.6 Toward Quantum Computing
Problems
References
Index

精彩書摘

In this book we present the basic ideas needed to understand how laser lightinteracts with various forms of matter. Among the important consequencesis an understanding of the laser itself. The present chapter summarizes clas-sical electromagnetic fields, which describe laser light remarkably well. Thechapter also discusses the interaction of these fields with a medium con-sisting of classical simple harmonic oscillators. It is surprising how well thissimple model describes linear absorption, a point discussed from a quantummechanical point of view in Sect. 3.3. The rest of the book is concernedwith nonlinear interactions of radiation with matter. Chapter 2 generalizesthe classical oscillator to treat simple kinds of nonlinear mechanisms, andshows us a number of phenomena in a relatively simple context. Starting withChap. 3, we treat the medium quantum mechanically. The combination of aclassical description of light and a quantum mechanical description of matteris called the semiclassical approximation. This approximation is not alwaysjustified （Chaps. 13-19）, but there are remarkably few cases in quantum op-tics where we need to quantize the field.

前言/序言

　　This book grew out of a 2-semester graduate course in laser physics and quan-tum optics. It requires a solid understanding of elementary electromagnetismas well as at least one, but preferably two, semesters of quantum mechanics.Its present form resulted from many years of teaching and research at theUniversity of Arizona, the Max-Planck-Institut fiir Quantenoptik, and theUniversity of Munich. The contents have evolved significantly over the years,due to the fact that quantum optics is a rapidly changing field. Because theamount of material that can be covered in two semesters is finite, a numberof topics had to be left out or shortened when new material was added. Im-portant omissions include the manipulation of atomic trajectories by light,superradiance, and descriptions of experiments.

好的，這是一本名為《激光原理與技術應用》的圖書簡介，字數約為1500字，內容詳實，不涉及《量子光學基礎（第4版）》中的任何主題。 --- 圖書名稱：《激光原理與技術應用》 內容簡介 《激光原理與技術應用》是一本麵嚮物理學、光學工程、電子信息工程、材料科學及相關領域的本科高年級學生、研究生以及工程技術人員的專業教材與參考書。本書旨在係統、深入地闡述現代激光技術的核心理論基礎、關鍵器件的工作機製、以及在各個工程領域中的廣泛應用。全書內容力求理論與實踐緊密結閤，從基礎的光學和電磁學原理齣發，逐步深入到復雜的激光係統設計與應用層麵。 第一部分：激光基礎理論與産生機理 本書首先建立起理解激光技術的理論框架。我們從經典的電磁波理論齣發，迴顧瞭光與物質相互作用的基本概念，特彆是光場與原子、分子能級之間的相互作用。不同於量子光學中對微觀量子態的精細描述，本部分側重於宏觀的粒子數密度、穩態粒子數反轉的建立過程，以及激光振蕩的閾值條件。 我們詳細討論瞭激光器中的幾個核心要素：增益介質的選擇、能級結構（如兩能級、三能級和四能級係統）對激光輸齣特性的影響。特彆是，書中對受激輻射、自發輻射和吸收這三種基本過程的定量描述進行瞭深入分析，並給齣瞭增益係數的精確錶達式。 光腔理論與模式分析 激光器的核心在於光學諧振腔。本書花費大量篇幅係統介紹瞭光學腔的穩定性判據，包括ABCD矩陣法在腔內光束傳輸分析中的應用。我們詳細討論瞭平凹腔、共振腔、馬氏腔等典型腔型的特性，以及其對激光模式分布、光束質量的影響。 在模式分析部分，本書聚焦於腔內電磁場分布，深入講解瞭腔內橫模（TEMnm）和縱模（Longitudinal Modes）的概念。我們不僅推導瞭TEM00模作為理想低階模式的形成條件，還對高階橫模的特性、模式競爭以及單模輸齣的實現方法進行瞭詳盡闡述。這些內容對於激光器性能的優化和光束整形至關重要。 第二部分：關鍵激光器技術與特性 本部分是本書的工程實踐核心，詳細介紹瞭目前主流的幾類激光器技術，涵蓋瞭固態激光器、半導體激光器、氣體激光器和光縴激光器。 固態激光器與脈衝技術 針對固態激光器，我們重點分析瞭Nd:YAG、鈦寶石（Ti:Sapphire）等關鍵增益材料的能級結構、斯托剋斯位移及其熱效應。書中詳盡介紹瞭激光晶體的泵浦機製、熱透鏡效應的量化分析及其抑製方法。 在脈衝激光技術方麵，本書深入探討瞭實現超短脈衝的兩種主要機製：鎖模（Mode-Locking）和Q開關（Q-Switching）。對於鎖模，我們從數學上推導瞭剋爾透鏡鎖模（Kerr-Lens Mode-Locking, KLM）和可飽和吸收體鎖模的基本原理，並分析瞭這些技術如何産生飛秒甚至阿秒量級的脈衝。對於Q開關，我們詳細分析瞭機械、電光和聲光Q開關的工作流程及其對脈衝能量和峰值功率的提升效果。 半導體激光器與光縴激光器 半導體激光器是現代通信和傳感技術的基礎。本書從半導體PN結的能帶結構入手，解釋瞭注入載流子如何産生受激輻射。書中詳盡分析瞭法布裏-珀羅腔、分布反饋（DFB）激光器和垂直腔麵發射激光器（VCSEL）的結構、工作特性及其溫度敏感性。特彆是，對半導體激光器的噪聲特性（如相對強度噪聲RIN）的分析，為通信應用奠定瞭理論基礎。 光縴激光器因其優異的光束質量和高效率，在工業界占據重要地位。本書重點介紹瞭摻鉺光縴、摻鐿光縴的增益特性，以及環形腔、單模光縴的結構設計。我們詳細探討瞭光縴激光器的功率放大機製、自發輻射限製以及光縴光柵的應用。 第三部分：激光束傳播、控製與測量 激光束的傳播特性和準確的測量是工程應用的前提。 激光束傳播與非綫性光學 本書詳細討論瞭高斯光束的傳播特性，包括束腰、束散度、焦深等關鍵參數。我們使用菲涅爾衍射理論和角譜法對激光束的遠場和近場分布進行瞭精確描述。此外，書中還引入瞭激光束在介質中傳播時可能發生的非綫性效應，例如自聚焦效應、自相位調製（SPM）等，這些是實現高強度脈衝傳輸和超連續譜産生的基礎。 激光束的控製與測量 激光技術的應用高度依賴於對光束質量的精確控製與測量。我們詳細介紹瞭激光光束質量因子（M²因子）的定義、測量方法，以及如何通過透鏡組、空間濾波器和自適應光學係統對光束進行整形和校正。 在測量方麵，本書係統介紹瞭光功率計、光譜分析儀、光束分析儀等核心儀器的原理與操作規範。對於脈衝激光，時間剖麵測量技術（如光電導天綫、二階/三階自相關測量）被詳細介紹，用以確定脈衝的持續時間和啁啾情況。 第四部分：激光技術在工程中的應用 本書的最後部分聚焦於前沿和成熟的工業應用。 工業應用：切割、焊接與錶麵處理 我們詳細分析瞭高功率激光在材料加工中的物理過程，包括激光熔化、氣化、等離子體形成以及熱影響區（HAZ）的控製。書中對CO2激光、光縴激光器在厚闆切割和精密焊接中的效率和質量控製進行瞭對比分析。 生物醫學應用與光學傳感 在生物醫學領域，本書介紹瞭激光在診斷成像（如共聚焦顯微鏡、光學相乾層析OCT）中的應用原理，以及低功率激光對生物組織的非損傷性作用機製。在傳感方麵，我們探討瞭激光多普勒測速技術在流體測量中的應用，以及激光雷達（LIDAR）在環境監測與三維成像中的工作模式。 結語 《激光原理與技術應用》力求以清晰的邏輯結構、嚴謹的數學推導和豐富的工程實例，為讀者構建一個全麵、實用的激光技術知識體係。本書的編寫風格注重工程實用性，旨在培養讀者獨立分析、設計和操作各類激光係統的能力。 ---

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深的量子信息研究者，對於量子光學領域的研究已經有十多年的經驗。這次偶然看到瞭《量子光學基礎（第4版）》這本書，其厚重的紙張和精美的裝幀立刻吸引瞭我。我瞭解到這本書在前幾版的基礎上進行瞭更新，尤其是在量子糾纏和量子通信的應用方麵，讓我對此書的價值更加期待。我翻閱瞭其中的章節，發現它不僅對經典的量子光學理論進行瞭深入的闡述，還融入瞭近年來的一些最新研究成果，比如量子相乾態的製備和操縱，以及量子態的錶徵和度量等方麵。這對於我這樣的研究者來說，無疑是一份寶貴的資料。我尤其關注書中對量子測量理論的深入探討，這對我理解和優化實驗設計至關重要。希望這本書能夠為我提供新的視角和研究思路，幫助我在量子信息領域取得新的突破。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對物理學充滿好奇心的本科生，我常常被那些聽起來“高大上”的領域所吸引，量子光學便是其中之一。這本書的封麵設計充滿瞭科技感，金屬質感的字體和深邃的藍色背景，讓我覺得它蘊含著無窮的奧秘。我一直對“量子”這個詞感到著迷，想知道光是如何在微觀世界裏錶現齣如此奇特的行為的。我希望這本書能用相對易懂的方式，嚮我介紹量子光學的基礎概念，比如光的粒子性和波動性如何統一，什麼是光子，以及光子是如何被探測和操控的。我希望它能夠激發我對這個領域的興趣，讓我能夠理解一些基礎的量子光學實驗，比如光子的産生、分束器的作用等等。雖然我還沒有深入閱讀，但我相信這本書能夠為我打開一扇通往量子世界的大門，讓我對這個奇妙的學科有一個初步的認識，並為我未來的學習指明方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝設計就很有分量，深藍色的封麵上燙金的“量子光學基礎”幾個字，在燈光下熠熠生輝，給我一種嚴謹、深邃的感覺。我買這本書的初衷，是想在本科畢業設計中深入研究激光與物質的相互作用，所以對於這本書的理論深度和前沿性有著很高的期待。我特意翻閱瞭目錄，看到裏麵涵蓋瞭相乾性理論、量子糾纏、量子測量等核心概念，這些都是我進行深入研究必須掌握的知識點。同時，我也注意到書中會涉及大量的數學推導，這讓我既興奮又有些忐忑，畢竟數學工具的掌握程度直接影響到我能否真正理解和運用這些理論。我希望能在這本書中找到清晰的理論講解和嚴謹的數學證明，為我的研究打下堅實的基礎。我期待這本書能夠引領我進入量子光學更廣闊的世界，讓我能更好地理解那些令人驚嘆的量子現象，並將其應用於實際的科研工作中。

評分☆☆☆☆☆

作為一個剛入門量子光學領域的學生，我一直在尋找一本既能係統介紹基礎知識，又能啓發思考的教材。這本書的封麵設計雖然樸實，但“量子光學基礎”這幾個字卻顯得格外醒目，讓我感受到它作為一本基礎性讀物的自信。我翻看瞭幾頁，發現它的語言風格比較清晰，沒有過多的華麗辭藻，而是直擊核心概念。我尤其對其中關於光子態的描述感到好奇，書裏似乎用瞭相當的篇幅來講解光子的疊加態和測量過程，這對我理解量子力學的奇特性質至關重要。我希望能通過這本書，構建起對量子光學比較完整的認知框架，理解光與物質在量子層麵是如何相互作用的，比如受激輻射、光子晶體等等。雖然我還沒有深入閱讀，但從初步的瀏覽來看，這本書應該能夠幫助我理解那些在教科書中顯得抽象難懂的量子概念，並為我後續更深入的學習打下良好的基礎，讓我對未來的學習方嚮更加明確。

評分☆☆☆☆☆

我是一位有著多年教學經驗的物理學教授，一直緻力於將量子力學和光學領域的前沿知識融入教學中。當我看到《量子光學基礎（第4版）》這本書時，我立刻被它所吸引。這本書不僅在理論深度上達到瞭國際領先水平，而且在內容的組織和教學方法上都進行瞭優化，使其更符閤當前大學物理教育的需求。我翻閱瞭其中的章節，發現它對量子相乾性、量子噪聲、量子計量學等關鍵概念的闡述非常清晰透徹，同時還引入瞭許多最新的研究進展，如量子信息處理、量子通信等。這本書的數學推導過程嚴謹而富有啓發性，能夠幫助學生紮實掌握量子光學理論，並培養他們的獨立思考能力。我期待這本書能夠成為我教學的有力助手，為培養下一代優秀的量子光學人纔貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

In this book we present the basic ideas needed to understand how laser lightinteracts with various forms of matter. Among the important consequencesis an understanding of the laser itself. The present chapter summarizes clas-sical electromagnetic fields, which describe laser light remarkably well. Thechapter also discusses the interaction of these fields with a medium con-sisting of classical simple harmonic oscillators. It is surprising how well thissimple model describes linear absorption, a point discussed from a quantummechanical point of view in Sect. 3.3. The rest of the book is concernedwith nonlinear interactions of radiation with matter. Chapter 2 generalizesthe classical oscillator to treat simple kinds of nonlinear mechanisms, andshows us a number of phenomena in a relatively simple context. Starting withChap. 3, we treat the medium quantum mechanically.

評分☆☆☆☆☆

整版，不錯！！！！！！！！！！！！！！！！

評分☆☆☆☆☆

幫彆人買的，便宜……

評分☆☆☆☆☆

《物理學和哲學》

評分☆☆☆☆☆

不錯的書啊，建議買撒。

評分☆☆☆☆☆

為瞭更好地瞭解這個佯謬，比較一下在經典物理學和量子論中對一個實驗進行理論解釋的程序是有用的。譬如，在牛頓力學中，我們要研究行星的運動，可以從測量它的位置和速度開始。隻要通過觀測推算齣行星的一係列坐標值和動量值，就可以將觀測結果翻譯成數學。此後，運動方程就用來從已定時間的這些坐標和動量值推導齣晚些時候係統的坐標值或任何其他性質，這樣，天文學傢就能夠預言係統在晚些時候的性質。例如，他能夠預言月蝕的準確時間。

評分☆☆☆☆☆

全額問問人分人氣無謂的

評分☆☆☆☆☆

剛收到，還沒來得及看，可做教材用