量子光的时间与光谱特性

电磁场的模式是考虑材料边界条件的麦克斯韦方程组的解。经典光学的场模式——经过适当归一化后——也是量子光学的模式函数。量子物理补充指出，每个模式内的激发是量子化的，这与谐振子非常相似。一组完整的模式函数构成了一个基，任何新模式都可以由此重构。在最一般的情况下，四维时空中的每个电磁模式函数在数学上都等价于一个谐振子。电磁场的量子化定义了每个模式的激发以及模式之间的关联。在经典光学中，可能存在振幅、相位、偏振等的振荡和随机涨落。在量子光学中，此外还存在不确定的量子场分量、量子关联和量子化能量。在此，我们呈现从经典光学到量子光学的精选主题。我们在第二章从光场的经典光学描述及其光谱密度、测量和解释开始。第三章回顾了单光模式的量子特性以及测量这些量子特性的方法，重点强调了光模式的高斯态，即其 Wigner 函数具有二维高斯形状的态。第四章将涉及多于一个模式的情况，提出一种包含相位共轭（与时间反演相关）的二次哈密顿量的统一方法。