非线性光学耦合器中的线性与非线性量子 Zeno 及反 Zeno 效应

研究了对称非线性光学耦合器中的量子 Zeno 和反 Zeno 效应，该耦合器由两条通过倏逝波相互作用的非线性（$\chi^{\left(2\right)}$）波导组成。两条波导均在二次谐波产生下运行。然而，为了研究量子 Zeno 和反 Zeno 效应，将其中一条视为系统，另一条视为探针。考虑到所有涉及场均较弱，提供了完全量子力学的描述，并利用微扰技术获得了所有场模式 Heisenberg 运动方程的解析解。结果表明，系统二次谐波模式的光子数统计依赖于探针的存在，这种依赖性被视为量子 Zeno 和反 Zeno 效应。此外，作为 $\chi^{\left(2\right)}-\chi^{\left(2\right)}$ 对称耦合器动量算符的特例，我们可以得到以线性（$\chi^{\left(1\right)}$）波导为探针的 $\chi^{\left(2\right)}-\chi^{\left(1\right)}$ 非对称耦合器的动量算符，在此特定情况下，用非线性探针获得的 Zeno 和反 Zeno 效应表达式（我们称之为非线性量子 Zeno 和反 Zeno 效应）可简化为用线性探针的相应表达式（我们称之为线性量子 Zeno 和反 Zeno 效应）。严格研究了线性和非线性量子 Zeno 及反 Zeno 效应，并证实在受激情况下，仅通过控制系统或探针二次谐波模式的相位，即可在量子 Zeno 和反 Zeno 效应之间进行切换。