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課程名稱 |
量子光學導論
Introduction to Quantum Optics |
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開課學期 |
102-2 |
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授課對象 |
理學院 物理學研究所 |
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授課教師 |
林俊達 |
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課號 |
Phys5052 |
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課程識別碼 |
222 U0330 |
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班次 |
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學分 |
3 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
選修 |
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上課時間 |
星期四6,7,8(13:20~16:20) |
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上課地點 |
新物304 |
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備註 |
總人數上限：20人 |
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Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/1022Phys5052_ |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
本課程尚未建立核心能力關連 |
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課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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課程概述 |
量子光學為近代原子分子科學提供重要的理論基礎與實驗技術。其探討物質與電磁波在原子與分子尺度下的交互作用所呈現的量子特性及行為，從而研究如何加以控制。本課程將由從基礎的二能級系統出發，介紹密度矩陣及主方程的數學架構、光的量子特性、物質與光的交互作用描述及控制方法的實現，並概述此領域在當代的一些重要課題及概念發展，如：雷射冷卻(laser cooling)、光學晶格(optical lattice)、squeezing、不同量子系統與量子信息科學的應用等。 |
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課程目標 |
在幫助學生了解近代原子分子科學的發展及培養其興趣，並使其具備基礎的研究方法和工具。 |
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課程要求 |
必須修過量子力學一 |
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預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
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指定閱讀 |
待補 |
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參考書目 |
[1] Meystre and Sargent, Elements of Quantum Optics
[2] Berman and Malinovsky, Principles of Laser Spectroscopy and Quantum Optics
[3] Optics Scully and Zubairy, Quantum Optics
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評量方式
(僅供參考) |
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No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
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1. |
Homework |
25% |
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2. |
Mid-term |
35% |
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3. |
Final reports and Oral |
40% |
期末需要交一份分組報告 (註明組員分工百分比) 並於最後一週課堂上進行分組口頭報告與提問. |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
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第1週 |
2/20 |
Introduction -- Review of Quantum Mechanics, Two-level systems, Schrodinger's, Heisenberg's, and interaction pictures. |
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第2週 |
2/27 |
Second quantization of electromagnetic field. |
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第3週 |
3/06 |
Density matrix and master equation formulation. |
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第4週 |
3/13 |
Nonclassical properties of light: Fock state, Coherent and Squeezed state, thermal state. |
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第5週 |
3/20 |
Atom-field interaction: Jaynes-Cummings model, Spontaneous emission. |
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第6週 |
3/27 |
Propagation of light in a resonant medium. |
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第7週 |
4/03 |
(Spring Break) |
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第8週 |
4/10 |
Coherence in multi-level systems -- Dressed state, Electromagnetically induced transparency, etc.. |
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第9週 |
4/17 |
(Mid-term exam) |
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第10週 |
4/24 |
Term project preview. Other coherent phenomena. |
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第11週 |
5/01 |
Open quantum systems and noise. |
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第12週 |
5/08 |
Laser cooling and trapping |
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第13週 |
5/15 |
Special topics I -- Cold atom systems, Optical lattices, etc.. |
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第14週 |
5/22 |
Special topics II. |
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第15週 |
5/29 |
Special topics III. |
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第16週 |
6/05 |
Special topics IV. |
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第17週 |
6/12 |
Final in-class mini-oral presentation. |
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