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M.O.Scully，M.S.Zubairy 著

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出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787506249669

商品编码：28791747255

包装：平装

出版时间：2000-04-01

图书基本信息
图书名称	量子光学
作者	M.O.Scully,M.S.Zubairy
定价	98.00元
出版社	世界图书出版公司
ISBN	9787506249669
出版日期	2000-04-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本
商品重量	0.4Kg

内容简介

The field of quantum optics has witnessed significant theoretical and experimental developments in recent years. This book provides an in-depth and wide-ranging introduction to the subject, emphasizing throughout the basic principles and their applications. 　　The book begins by developing the basic tools of quantum optics, and goes on to show the application of these tools in a variety of quantum optical systems, including lasing without inversion, squeezed states and atom optics. The final four chapters are devoted to a discussion of quantum optical tests of the foundations of quantum mechanics, and to particular aspects of measurement theory. 　　Assuming only a background of standard quantum mechanics and electromagic theory, and containing many problems and references, this book will be invaluable to graduate students of quantum optics, as well as to researchers in this field.

作者简介

目录

Preface 1. Quantum theory of radiation 2. Coherent and squeezed states of the radiation field 3. Incoherent states of the radiation field 4. Field-field and photon-photon correlation interferometry 5. Atom-field interaction - semiclassical theory 6. Atom-field interaction - quantum theory 7. Lasing without inversion and other effects of atomic coherence and interference 8. Quantum theory of damping - density operator and wave function approach 9. Quantum theory of damping - Heisenberg-Langevin approach 10. Resonance fluorescence 11. Quantum theory of laser - density operator approach 12. Quantum theory of laser - Heisenberg-Langevin approach 13. Theory of the micromaser 14. Correlated emission laser: concept, theory and analysis 15. Phase sensitivity in quantum optical systems: applications 16. Squeezing via non-linear optical processes 17. Atom optics 18. The EPR paradox, hidden variables and Bell Theorem 19. Quantum nodemolition measurements 20. Quantum optical tests of plementarity 21. Two-photon interferometry,the quantum measurement problem,and more Index

编辑推荐

文摘

序言

光影之间：经典光学原理的深度探索 本书简介 《光影之间：经典光学原理的深度探索》是一部全面、深入探讨经典光学领域基础理论与前沿应用的学术专著。本书旨在为物理学、电子工程、材料科学等相关专业的学生、研究人员以及致力于光学领域探索的工程师们，提供一个严谨、系统且富有洞察力的学习和参考平台。我们立足于十九世纪麦克斯韦电磁场理论的坚实基础，系统梳理了光作为一种电磁波的本质属性，并详细阐述了其在宏观尺度下所展现的全部经典现象。 全书结构严谨，逻辑清晰，从光的基本性质出发，层层递进，最终涵盖了现代光学中的关键分支。我们摒弃了对量子力学描述的引入，将全部论述严格限定在经典电磁理论的框架内，确保内容的高度聚焦与深度。 第一部分：光的基础——电磁波的本征 本书伊始，首先对麦克斯韦方程组进行详尽的数学推导和物理意义阐释。我们着重讨论了在无源、无耗散介质中，光波的传播特性，包括平面波、球面波的解析表达，以及波的各项基本参数——频率、波长、波数和相速的精确定义。 随后，详细分析了光波的偏振现象。从光的横波性质出发，系统介绍了线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的数学描述及其相互转换。我们引入了琼斯矩阵（Jones Calculus）和斯托克斯参量（Stokes Parameters）工具，为后续复杂偏振态的分析奠定必要的数学基础。关于偏振态的测量方法，如使用起偏器和检偏器组合，以及利用波片进行偏振态旋转的物理过程，均进行了细致的剖析和实例演示。 第二部分：几何光学的回归与拓展 尽管几何光学是对光的近似描述，但它在工程实践中仍具有不可替代的地位。本部分从费马原理（Principle of Least Time）出发，严格推导出光的反射定律和折射定律（斯涅尔定律）。 我们随后将重点放在成像系统的设计与分析上。详细讨论了理想透镜和平面、球面的反射镜的成像原理。对瞳孔、光圈、放大率、焦距等关键参数进行了精确的定义和计算。书中特别关注了成像系统中的像差理论。这部分内容是本书的亮点之一，我们超越了简单的第三级像差（如球差、彗差、像散、场曲和色差）的定性描述，深入到惠更斯-吉布斯（Huygens-Gibbs）理论框架下，对像差的量化分析进行了细致的推导。我们展示了如何利用光线追迹法（Ray Tracing）结合微分几何的方法，精确计算实际光学元件制造公差对成像质量的影响，这对于精密光学仪器的设计至关重要。 第三部分：波动光学——干涉与衍射的盛宴 波动光学的核心在于光波的叠加原理，即干涉和衍射现象。 在干涉部分，我们首先确立了相干性的概念，区分了空间相干性和时间相干性。系统回顾了杨氏双缝干涉实验的定量分析，并将其推广到多缝干涉（光栅）的情况，详细分析了光栅的衍射级次、分辨本领以及其在光谱分析中的应用。随后，书中深入探讨了薄膜干涉现象，包括牛顿环和迈克尔逊干涉仪的工作原理及其在精密测量中的应用，重点解析了反射和透射光束之间的相位关系是如何精确控制的。 衍射部分是本书的另一核心。我们从惠更斯-菲涅耳原理出发，建立起衍射积分的数学模型。对单缝衍射、圆孔衍射进行了严格的傅里叶光学分析。重点讲解了夫琅禾费衍射的远场特性，并将其与菲涅耳衍射的近场特性进行了对比。关于阵列衍射（如光栅）和衍射极限（Resolution Limit）的讨论，则将理论与实际仪器的分辨能力紧密结合。 第四部分：光的传播与介质相互作用 本部分着眼于光在不同介质中的传播特性。 首先，详细分析了光在各向异性介质（如晶体）中的传播现象，特别是双折射（Birefringence）的物理机制。通过引入光场的双折射矢量和波法线与光线之间的差异，深入解释了单折射和双折射晶体对偏振光的行为。我们对反射和折射定律在这些复杂介质中的推广形式——菲涅耳方程进行了全面的推导和讨论。 接着，本书探讨了光的吸收、散射与色散。对吸收光谱的兰伯特-比尔定律（Beer-Lambert Law）进行了深入的背景分析，并探讨了介质的折射率随频率变化的色散现象。散射方面，我们聚焦于瑞利散射（Rayleigh Scattering），解释了天空呈蓝色的宏观原因，并简要讨论了米氏散射的适用范围，完全基于经典的电磁场与粒子相互作用理论。 第五部分：先进光学器件的经典描述 在全书的最后，我们将前述的原理应用于现代光学系统。详细分析了光的耦合与传输，包括光导纤维的模式理论（基于全内反射的几何近似分析，不涉及模式的量子化特性）。对光学系统的傅里叶变换特性进行了详尽的论述，解释了光学系统作为空间滤波器在图像处理中的潜在作用。 结语 《光影之间：经典光学原理的深度探索》力求以严谨的数学工具和深刻的物理洞察，为读者勾勒出一幅完整、精确的经典光学图景。本书的深度和广度，确保了它不仅是一本优秀的教材，也是一部值得在案头长期参考的专业工具书。它证明了，即使在量子物理的时代背景下，经典光学理论依然是理解和设计绝大多数日常和工业光学系统的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量绝对是顶级的，这在厚重的理工科教材中算是难能可贵了。纸张的质感非常好，长时间阅读下来眼睛的疲劳感相对较轻，这对于我这种习惯于在深夜台灯下啃书的“夜猫子”来说，是一个巨大的加分项。不过，光有好的外壳是不够的，内容上的组织方式却让我有些摸不着头脑。它似乎采用了一种“螺旋上升”的讲解结构，但这种上升的梯度掌握得并不均匀。有些章节，比如介绍量子噪声和压缩态光的部分，其难度曲线像是一堵垂直的峭壁，你感觉自己刚踏上第一个台阶，下一秒就被重力拉了回来。而在另一些章节，例如对光传播的经典描述过渡到量子场论视角的介绍，则显得过于冗长和保守，仿佛作者在小心翼翼地，生怕触碰到任何可能引起争议的解释性描述。我尤其困惑于书中对Bloch方程的引入方式，它似乎是突然出现的，并没有在前面给予足够的铺垫来解释它在描述原子能级跃迁中的必要性，这让整个逻辑链条感觉像是被强行接驳了一段。总而言之，这本书在物理上的深度毋庸置疑，但其教学设计上的连贯性和节奏感，确实有待商榷，它更像是某位大师多年研究成果的流水账记录，而非精心雕琢的教学蓝图。

评分☆☆☆☆☆

当我拿起这本书时，我期待的是一场关于光与物质如何共舞的诗意探索，但读完后，我感觉自己更像是一个刚刚参加完一场极其严肃的学术研讨会，脑子里塞满了公式和物理图像，却少了那么一点点直观的领悟。这本书的叙事风格是极其克制的，几乎所有的篇幅都用在了对理论模型的精确构建和数学证明上，这无疑保证了其学术的严谨性，但也牺牲了故事性和可读性。举例来说，关于腔量子电动力学（Cavity QED）的章节，作者用了大段篇幅去详细讨论了边界条件对零点能的影响，虽然细节无可挑剔，但对于我这种更关注实验现象的读者来说，我更希望看到关于法布里-珀罗腔中光子寿命延长效应的更直观的物理图像或实验案例分析，而不是纯粹的微扰理论展开。这种“重理论、轻应用”的倾向使得本书在传达“为什么要做这个实验”的动机方面显得略为苍白。我发现自己经常需要跳出书本，去查阅最新的实验论文，才能将书中的抽象理论与现实中的光束整形、单光子源制备等具体技术联系起来。总而言之，它是一部合格的理论基石，但对于渴望灵感和启发，希望看到前沿应用如何激发新理论诞生的读者来说，这本书提供的燃料可能需要自己添加一些“火花”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度是毋庸置疑的，它无疑会成为未来几十年内量子光学领域重要的参考资料。其中最令我印象深刻的是对Squeezed State（压缩态）的详尽讨论。作者从基础的对易关系出发，逐步构建出压缩态的生成、量化以及其在引力波探测（如LIGO）中的实际应用潜力，这种从最微小的数学构造到宏大工程应用的跨越，极大地拓宽了我的视野。然而，这种对理论完备性的追求，也使得本书在面对“新兴”或“争议性”话题时显得过于谨慎。例如，在涉及量子光学的哲学诠释，或者关于光场介质中的非线性响应的超越经典描述时，作者大多采取了保守的、被广泛接受的数学框架，而较少探讨那些尚处于争论中的前沿猜想或新兴实验技术。这使得本书在学术上非常“安全”，但也缺少了那么一丝“冒险精神”和对未来可能性的展望。对于那些热衷于探索学科边界、渴望看到不同理论模型碰撞火花的读者来说，可能会觉得这本书的结论收得太快，未能充分展开辩论的空间。它更像是教科书的终极版本，而非思想的孵化器，严谨有余，激进不足。

评分☆☆☆☆☆

这部厚重的《量子光学》实在让人又爱又恨，爱的是它所揭示的那个微观世界的精妙与诡谲，恨的是那种抽丝剥茧般的严谨推导常常让我感觉大脑在进行一场高强度的有氧运动。初翻此书，那些密密麻麻的狄拉克符号和薛定谔方程的变体就足以让初学者望而却步，仿佛直接被扔进了一个充满数学怪兽的深海。我记得为了理解其中关于光场与原子相互作用的半经典理论那一部分，我足足在图书馆里泡了三天，对照着好几本不同的经典教材才勉强勾勒出清晰的脉络。作者在处理Jaynes-Cummings模型时的那种行云流水般的数学操作，虽然令人叹服，但对我来说，更像是一场华丽的魔术表演——我看到了结果，却对中间的每一个步骤都充满了敬畏和一丝丝的困惑。这本书的优势在于其覆盖的广度，它不像某些专著那样只聚焦于某一个狭窄的分支，而是试图搭建一个宏观的知识框架，从基础的量子力学概念过渡到量子噪声理论和相干态的制备，这使得它更像是一部“量子光学的百科全书”，可惜的是，对于那些渴望快速上手实验的读者来说，这种深度带来的信息过载感是相当明显的。我最终的结论是，这本书更适合作为研究生阶段的参考书或进阶教材，而不是入门读物，它要求读者已经对线性代数和复分析有着非常扎实的基础，否则，每一次阅读都会变成一次对自身数学功底的严峻考验。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个夏天的时间来消化这本书，过程相当煎熬，但其中关于量子信息处理与量子光学交汇点的那几章，简直是醍醐灌顶。作者在这个特定领域展现出了超凡的洞察力，他没有将量子光学仅仅视为一个研究光场特性的学科，而是将其定位为未来信息技术的核心基础设施。特别是他处理线性光学量子计算时，对“幺正演化”和“测量”这两个核心操作的细腻区分和阐述，让我对波函数坍缩的物理实在性有了全新的认识。书中的插图虽然不多，但每一个都经过深思熟虑，比如那个展示光子自发辐射图案的二维俯视图，其信息密度远超同类书籍中的任何一张图。然而，这种前沿的聚焦也带来了代价，那就是对一些更基础、但同样重要的光学背景知识的省略。例如，如果你对偏振光学或非线性晶体效应的经典描述不够熟悉，那么书中那些直接基于量子场论的偏振态变换推导，就会显得异常晦涩难懂。我不得不频繁地去翻阅本科阶段的《光学》教材，来弥补这种背景知识的缺失。所以，这本书更像是“量子光学的高级应用集锦”，而非“从零开始的量子光学入门”。它要求读者自带一个扎实的经典光学知识库，否则，阅读体验会非常受挫。