通过强度的二次推广定义量子光学中的偏振度

经典偏振度定义通过将强度替换为相关数算符的量子力学平均值而在量子领域中得到表达，并被视为强度的一次推广。该定义将非偏振状态错误地赋予了一些典型的光场，如振幅相干相位随机光场和隐藏偏振光场，而这些并非真正的非偏振光。通过提出一种基于强度的二次推广的量子光学偏振度新定义，这一表面上的悖论特征得以规避。建立了新偏振度与量子光学中通常偏振度之间的对应关系。结果表明，对于强光场，这两种定义存在显著差异；但对于弱光（热光）或正交模式中光子占据数极微弱的光场，两者则一致。与文献中的其他提案类似，我们提出的偏振度定义揭示了一个有趣的特征：光学量子场的偏振态取决于其中存在的平均光子数（强度）。