从量子力学中的延迟时间到光学中的古斯-汉欣位移

量子力学中的延迟时间始终是物理学家一个引人入胜的挑战。由于量子力学实验往往难以实现，将延迟时间与激光横向位移相联系的可能性，使我们有机会在光学实验室中制备等价于量子力学探测延迟时间的实验。本文中，我们将详细展示延迟时间与Goos-Haenchen位移之间的关系，以及量子力学中冲量变化与光学中角偏离之间的紧密联系。横向位移由菲涅耳系数的相位引起，而角偏离由波数分布对称性的破缺引起。延迟时间的经典公式基于稳相法，并在临界势能能量入射时含有发散。对于高斯光束，均值计算消除了此种发散。临界能量入射时延迟时间的闭合表达式与数值计算表现出极好的一致。延迟时间的三维分析得以发现量子力学中势场反射波包与介质/空气界面反射光束之间最终且确定的联系。