该项目研究光波和/或物质波多波混频的全量子化理论及其应用。它旨在研究这类全量子化系统的稳态和动力学特性,讨论光模和物质波模的量子自关联和量子互关联,相位共扼的量子效应,量子光场和/或物质波纠缠的产生和传播、单模和多模压缩态,光波和/或物质波超辐射现象,探讨量子信息处理以及可调谐短波光源等应用的新方案。这种研究不仅有助于理解和掌握相干非线性光学的量子特性,而且对光量子信息的存储、提取、传播和利用,高精度非线性光谱学和量子纠缠等也大有裨益。
该课题研究多波混频的全量子化理论及其应用。量子行为及其全量子化处理多波混频的有效方法是目前超微型化和超大规模集成化信息光电子器件以及量子信息器件必须考虑的核心问题之一。本项目在这方面取得突破性进展,提出了原创性的新方法- - 对具有任意两体相互作用形式的波色子(光子,玻色型原子和分子等)系统,我们建立了它的本征值问题与算符型微分方程的联系;发展一种借助于计算机软件的求解这种算符型微分方程的程序。它已证明是解析求解系统低能态能量本征值和本征矢的解析表达式,系统动力学演化和统计热力学性质的有效方法。对光学倍频模型、3模-模型和4模-模型,这种方法可给出所有本征态的解析表达式的通式。它有可能用于发展一套解决所有高能态情况的高效数值计算方法。本项目还在去掉泵波无衰减假设的物质波四波混频理论方面取得重要进展,首次得到该问题的解析解;研究了电磁诱导透明产生的多光子吸收抑制效应、超慢光的四波混频和超拉曼散射并在此基础上提出了产生高频慢光的高效率的四波混频新方案。