光的壓縮態(tài)（或壓縮光）是一種非經(jīng)典光，是量子光學(xué)的一個有趣的課題，其實驗研究始于 20 世紀(jì) 80 年代。 ).r04)/
用于表示光場中某種模式下光狀態(tài)的復(fù)相量，可以最好地理解為壓縮光。經(jīng)典物理學(xué)，這種狀態(tài)可以用某個相量（或其在復(fù)平面中的端點）來表示。然而，根據(jù)量子光學(xué)，存在量子不確定性，并且對光場的復(fù)振幅的任何測量都可以在不確定性區(qū)域，而且不確定性區(qū)域內(nèi)提供不同的值。此外，光場的正交分量存在不確定性關(guān)系，即兩個分量的不確定性的乘積至少是普朗克常數(shù)的某個量h。 73E[O5?b
格勞伯相干態(tài)具有圓對稱的不確定性區(qū)域，因此不確定性關(guān)系決定了一些最小噪聲幅度，例如幅度和相位。該不確定區(qū)域的面積與平均幅度無關(guān)，即它不能通過衰減光來減小，僅通過“擠壓”不確定性區(qū)域、減小其在幅度方向上的寬度，同時增加其在正交方向上的寬度，使得相位不確定性增加，才能進一步減少幅度噪聲。這種光稱為振幅壓縮（見圖 1，左）。相反，相位壓縮光（圖 1 中）減少了相位波動，但代價是振幅波動增加。 SYv5{bff =
圖1:光的不同壓縮狀態(tài)，用相量圖表示。藍色橢圓表示不確定區(qū)域。
m8v=pab e &< 5oDdC 當(dāng)然，也存在不確定區(qū)域的方向與所示情況不同，或者不確定區(qū)域的形狀與橢圓形狀不同的壓縮狀態(tài)。例如，存在光子數(shù)壓縮狀態(tài)，其光子數(shù)的不確定性降低，但可能具有完全的相位不確定性。（一種極端情況是Fock states，具有一定的光子數(shù)。）在任何情況下，某些噪聲分量都低于標(biāo)準(zhǔn)量子極限。 HD}3mP
還有所謂的壓縮真空（圖1右），不確定區(qū)域的中心（對應(yīng)平均振幅）位于坐標(biāo)系的原點，波動在某個方向上減小。在這種情況下，平均光子數(shù)大于零；壓縮真空僅在平均振幅（而不是平均光子數(shù)）為零的意義上才是“真空”。平均振幅非零的壓縮光也稱為亮壓縮光。 m\| ie8
量子噪聲還會導(dǎo)致偏振波動，這種波動在偏振壓縮光中會減少。 Biy$p6
}RkD7 kc" SUiy/
Ktf lbI! 壓縮光的產(chǎn)生 #_fL[j& 8.D9Op U 壓縮光通常是利用某些光學(xué)非線性相互作用從相干態(tài)或真空態(tài)的光產(chǎn)生的。例如，具有真空輸入的光學(xué)參量放大器可以產(chǎn)生壓縮真空，從而使一個正交分量的噪聲降低 10 dB 量級。在某些情況下，可以通過倍頻來獲得明亮的振幅壓縮光中?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=系統(tǒng)',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_7">系統(tǒng)潭鵲難顧酢?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=光纖',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_3">光纖中的克爾非線性也產(chǎn)生振幅壓縮光。當(dāng)半導(dǎo)體激光器使用穩(wěn)定的泵浦電流運行時，可以產(chǎn)生振幅壓縮的光。擠壓也可能由原子-光相互作用引起。 R<8! lQ4s
另一種可能性是使用光量子擠壓器[ 22 , 28 ]。這里，與強度噪聲相關(guān)的輻射壓力的波動調(diào)制光諧振器中的光的路徑長度，從而引起幅度和相位噪聲之間的相關(guān)性。 {(`xA,El
;c>IM] 應(yīng)用領(lǐng)域 9jt+PII )u5+<OG}= 原則上，壓縮光可用于許多領(lǐng)域，因為它允許在減少量子噪聲的情況下進行測量。一個例子是使用大型干涉儀探測引力波的超精確長度測量。特別是，先進的 LIGO Hanford 設(shè)置配備了該技術(shù)，在 2015 年首次探測成功之前，該技術(shù)大大提高了測量靈敏度[23] [26]。 7Dx <Sr!
到目前為止，壓縮光的使用還不是很廣泛，主要是因為它受到各種困難的困擾。例如，任何光學(xué)損耗都會使光的壓縮狀態(tài)更接近相干狀態(tài)，即傾向于破壞非經(jīng)典特性。然而，至少在基礎(chǔ)量子光學(xué)研究中，光的壓縮態(tài)發(fā)揮著重要作用。 7cT ~u
_i1x\Z~
N
