超越半经典发射体动力学的高次谐波产生:一种强场量子光学海森堡图像方法

近年来,强场过程的量子光学描述备受关注。传统理论建模主要在薛定谔绘景下进行,其结果仅能在特定近似条件下获得;而海森堡绘景的研究则相对匮乏。该工作在海森堡绘景中建立了时间演化算符的高精度微扰展开方法,推导出由量子化电磁场耦合引起的、超越半经典近似的发射体动力学修正项,从而捕捉电磁场中量子涨落的效应。研究聚焦于高次谐波产生(HHG),该方法在当前关注的参数范围内具有精确性,并能给出关键观测量的解析表达式。相较于薛定谔绘景方法,该框架不仅简化了数值计算,更清晰地揭示了发射光的非经典特性与产生介质(含量子涨落)的诱导动力学之间的对应关系。此外,海森堡框架自然导出了与独立发射体数量相关的标度律,使研究人员能评估在典型大尺寸发射体实验条件下非经典行为是否持续存在。值得注意的是,该团队发现压缩态程度随发射体数量增加而增强,而在多发射体极限下光子统计趋于经典泊松分布。研究还表明,超越半经典的发射体动力学会显著增强发射光的压缩程度。该成果推进了对量子光学高次谐波产生的理论认知,并提供了描述真实实验的易用且可控的理论框架。
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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-16 08:06

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