对应负二项式光场的热真空态及其应用

万志龙; 范洪义

doi:10.7498/aps.64.190301

摘要

有限温度下的光场理论的核心是引入热真空态,它也是利用量子统计手段全面研究电磁场的基础.本文在Takahashi和Umezawa的热场动力学理论基础上, 首次采用有序算符内的积分方法对负二项式光场,s=s+1(1-)n|nn|寻找相应的热真空态. 发现该热真空态是基于在混沌光场所对应的热真空态上的虚模激发, 或取负二项式纯态的形式s+1(1-)n|n,+,其中代表虚模自由度. 对此热真空态求纯态平均可方便地得到负二项式光场的Wigner 函数和光子数涨落.

关键词:

Abstract

The core of optical field theory at finite temperature is how to introduce the thermo-vacuum state which is the basis of comprehensive investigation of electromagnetic field by virtue of quantum statistic method. Based on the spirit of thermo-field dynamics initiated by Takahashi and Umezawa, we first employ the integration method within the ordered product of operators to search for thermo-vacuum state for the optical negative binomial state (NBS)s=s+1(1-)n|n,+,+,which takes the form of pure negative binomial state. The newly found thermo-vacuum state brings convenience for evaluating the Wigner function of NBS and the fluctuation of photon numbers in NBS.

Keywords:

negative binomial optical field /
thermo vacuum state /
integration method within ordered product of operators /
fictitious-mode excitation

作者及机构信息

万志龙^1,2,
范洪义¹

1.
中国科学技术大学, 材料科学与工程系, 合肥 230026;

2.
常州工学院数理与化工学院, 常州 213002

通信作者: 范洪义, fhym@ustc.edu.cn

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11175113)资助的课题.

Authors and contacts

Wan Zhi-Long^1,2,
Fan Hong-Yi¹

1.
Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Heifei 230026, China;

2.
School of Mathematical and Chemical Ind ustry, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China

Corresponding author: Fan Hong-Yi, fhym@ustc.edu.cn

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant No.11175113).

参考文献

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