Quantum States of Light (eBook)
IX, 104 Seiten
Springer Tokyo (Verlag)
978-4-431-55960-3 (ISBN)
This book explains what quantum states of light look like. Of special interest, a single photon state is explained by using a wave picture, showing that it corresponds to the complementarity of a quantum. Also explained is how light waves are created by photons, again corresponding to the complementarity of a quantum. The author shows how an optical wave is created by superposition of a "e;vacuum"e; and a single photon as a typical example. Moreover, squeezed states of light are explained as "e;longitudinal"e; waves of light and Schrodinger's cat states as macroscopic superposition states.
Preface 6
Acknowledgments 7
Contents 8
1 Quantum States of Light 9
1.1 Quantization of Optical Fields 9
1.2 Coherent States 12
1.3 Balanced Homodyne Measurement 18
1.3.1 Beam Splitters 19
1.3.2 Balanced Homodyne Measurement 21
1.3.3 Eigenstates of Quadrature Amplitude Operators and Marginal Distributions 23
1.4 Single-Photon States 28
1.4.1 Marginal Distribution of a Single-Photon State 29
1.5 Photon-Number States 31
1.6 Superposition States of a Vacuum and a Single-Photon State 34
1.7 Coherent States and Schrödinger Cat States 37
1.8 The Wigner Function 41
1.9 Superposition States of a Vacuum and a Two-Photon State 53
1.10 Squeezed States 56
1.11 Squeezing Operation and Squeezed States 60
1.12 Quantum Entanglement 65
2 Creation of Quantum States of Light 76
2.1 Creation of Coherent States of Light 76
2.2 Creation of a Squeezed Vacuum 81
2.3 Creation of a Single-Photon State 87
2.4 Creation of a Minus Cat State 90
2.5 Creation of a Superposition of Photon-Number States 93
2.6 Creation of Quantum Entanglement 103
References 108
Index 109
| Erscheint lt. Verlag | 10.12.2015 |
|---|---|
| Reihe/Serie | SpringerBriefs in Mathematical Physics |
| SpringerBriefs in Mathematical Physics | SpringerBriefs in Physics |
| Zusatzinfo | IX, 104 p. 92 illus., 30 illus. in color. |
| Verlagsort | Tokyo |
| Sprache | englisch |
| Themenwelt | Mathematik / Informatik ► Informatik |
| Mathematik / Informatik ► Mathematik | |
| Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Optik | |
| Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Quantenphysik | |
| Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Theoretische Physik | |
| Technik | |
| Schlagworte | complementarity • Non-Gaussian states • Quantum Optics • Single photon • Squeezed state • Wave picture |
| ISBN-10 | 4-431-55960-4 / 4431559604 |
| ISBN-13 | 978-4-431-55960-3 / 9784431559603 |
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