Магистерская программа N2 - "Физика лазеров и взаимодействие
импульсного оптического излучения с веществом"

Магистерская программа N8 - "Когерентная оптика"

Магистерская программа N9 - "Квантово-статистическая оптика"

ПРОБЛЕМЫ КВАНТОВОЙ ОПТИКИ
Проф. Ю. М. Голубев, 32 часа

    Курс посвящён теоретическим проблемам квантовой оптики, связанных с созданием реального источника квантового (субпуассоновского, сжатого и т.п.) света. Состоит из четырёх частей. Первая часть является вводной и напоминает студентам об основных элементах квантовой электродинамики под специфическим углом зрения квантовой оптики. Вторая часть посвящена теоретическим проблемам фоторегистрации, что является важной составной частью квантовой оптики. Третья часть посвящена обсуждению возможностей генерации неклассического света лазерами и микролазерами. Четвёртая часть - проблемам генерации сжатого света в параметрических процессах.

Часть 1. Элементы квантовой электродинамики

    Представление электромагнитного поля в оптическом резонаторе в виде совокупности полевых осцилляторов.
    Квантование полевого осциллятора. Операторы рождения и уничтожения фотонов. Когерентные состояния как собственные состояния операторов уничтожения фотонов. Диагональное представление Глаубера. Правила перехода к диагональному представлению. Антинормальное диагональное представление.
    Неравенства Бела для классических электромагнитных полей. Нарушение неравенств Бела для неклассических электромагнитных полей.
    Сжатые состояния электромагнитного поля.
    Группировка и антигруппировка фотонов.
    Пуассоновская, суперпуассоновская и субпуассоновская статистика фотонов.

Часть 2. Фоторегистрация света

    Дробовый шум: природа дробового шума с точки зрения классической и квантовой электродинамики
    Избыточный шум: возникновение отрицательного избыточного шума при фоторегистрации неклассического света
    Спектр фототока при регистрации одномодового поля. Гетеродинирование: возможности превращения сжатого света в субпуассоновский.

Часть 3. Субпуассоновская лазерная генерация

    Физическая модель субпуассоновского лазера.
    Основное кинетическое уравнение для матрицы плотности поля генерации при случайном и регулярном возбуждении активной среды.
    Диагональное представление основного кинетического уравнения. Приближение малых фотонных флуктуации (генерация большого числа фотонов). Оптический спектр лазерной генерации, связанный с диффузией фазы.
    Спектр фототока при фоторегистрации излучения пуассоновского, суперпуассоновского и субпуассоновского лазеров
    Теория микролазера на одиночном четырёхуровневом атоме.

Часть 4. Генерация сжатого электромагнитного поля в параметрическом процессе

    Параметрическое смешение волн в пассивном резонаторе с нелинейной средой. Лазерная генерация с дополнительной внутрирезонаторной параметрической ячейкой. Гетеродинирование сжатого света