量子光学

课程编码：085400M02004T 英文名称：Quantum Optics 课时：40 学分：3.00 课程属性：一级学科普及课 主讲教师：韩申生等

拓展研究生的知识面，培养学生在科研工作中的学科交叉能力，重视基础性和系统性。

量子力学、光学

第一章 光与物质相互作用的量子理论 16学时
第1节 基础量子理论回顾
第2节 原子与经典光场的相互作用
第3节 光对原子的作用力和激光冷却
第4节 原子的囚禁与量子调控
第5节 原子与量子化光场的相互作用
第6节 光与物质相互作用的量子理论复习答疑
第7节 “光与物质相互作用的量子理论”思考题课堂讨论
第二章 光场的量子理论 14.0学时
第1节 与“量子光学”相关的基本概念
第2节 光场的量子化及量子态
第3节 光场的相干性
第4节 “光场的量子理论”思考题课堂讨论
第三章 量子光学前沿讲座 6学时
第1节 时间频率的产生、传递与应用
第2节 量子力学二次革命
第3节 冷原子在量子传感领域的新型应用
第四章 习题课讨论 4学时
第1节 “光与物质相互作用的量子理论”习题课讨论
第2节 “光场的量子理论”习题课讨论

韩申生：研究员，博士生导师，中国光学工程学会理事会成员，中国物理学会量子光学专业委员会委员、中国电子学会量子信息专业委员会委员，中央JWGF创新特区量子信息主题专家组成员等；《Plasma Science and Technology》、《红外与激光工程》、《光学学报》及《量子光学学报》编委。早期的研究领域主要集中在国内条件下基于超短超强激光装置的极高能量密度极端物理实验条件的建立和发展；极高能量密度状态下的强非线性过程和适合于中国国情的惯性约束核聚变（ICF）新方案；及X光激光、X光位相成像技术研究。近年来，研究方向逐步转向量子成像及其应用研究。在量子成像研究中，2004年和意大利Lugiato小组分别独立从经典与量子的角度出发，在理论上证明了普通经典热光源也可以实现强度关联成像，从而大大拓展了强度关联成像的应用范围并立即提出了将其应用于遥感领域的设想，此外还将量子成像的应用范围推广到了X光波段。2009年通过利用目标的稀疏先验（结合压缩感知理论）在国际上首次完成了分辨率超发射孔径衍射极限的强度关联遥感成像原理演示实验。作为“十二五”863《强度关联遥感成像技术研究》”一期和二期两期主题项目的首席专家，领导课题组突破了直接、以及相干探测体制激光三维强度关联成像、被动光学多光谱强度关联成像等核心技术研究，取得一批具有原始创新性的重要成果，建成国际上第一台激光三维强度关联成像工程原理样机和单次曝光高光谱强度关联成像工程原理样机，在国际上首次实验演示了实际大气环境下基于浮空平台的主、被动光学强度关联遥感成像技术的可行性，并和中科院上海高研院王中阳课题组一起实验演示了量子成像技术在高速荧光超分辩显微成像中的应用潜力。
孙远：2007年毕业于中国科学技术大学少年班，2013年获纽约州立大学石溪分校物理学博士学位，曾在香港科技大学与威斯康星大学麦迪逊分校进行博士后研究，目前在中科院上海光学精密机械研究所的中科院量子光学重点实验室担任副研究员并入选了中科院人才计划。曾在国防科技大学讲授《量子光学》等研究生课程。主要从事的研究方向包括量子光学和冷原子物理及其在光电领域的相关应用。近年来在美国物理学会和美国光学学会旗下的著名国际学术期刊上发表论文近二十篇，包括Physical Review Letters 3篇，Optica 2篇，Physical Review Applied 1篇。其中，代表性工作主要有：(1)设计了新一代的基于里德堡阻塞效应的原子-光子量子逻辑门和原子-原子量子逻辑门，为冷原子量子计算实验架构的未来发展提供有力支撑，相关成果发表于Optica和Physical Review Applied; (2)参与里德堡冷原子量子调控和量子计算的实验，负责搭建冷原子系统与优化量子调控过程，实现了业内领先的冷原子量子比特数目和量子逻辑门保真度，相关成果发表于Physical Review Letters和Physical Review A；(3)基于冷原子系统中电磁诱导透明与四波混频过程产生的窄线宽单光子，改进调制技术并开展单光子脉冲在光学腔中的高效率装载实验，装载效率刷新当时最高纪录，相关成果发表于Physical Review Letters并被选为亮点论文。