内容简介
这本教材是作者根据自己从2001年到2004年连续三年给Leeds大学物理系高年级学生讲授量子光学的讲稿整理而成的。这也是迄今为止对量子光学阐述得最全面、最新颖的教科书。通过干涉现象阐述光的本性是全书的核心。全书由11章内容和5套练习及解答构成，分别就经典、旧量子论、半经典和完全量子力学四个层面阐述光与物质的相互作用、激光的原理和应用、场的量子化以及量子光学的最新进展等等。本书就激光冷却、玻色凝结、量子信息和传输等最新进展作了简单易懂的介绍，难怪剑桥大学的ArturEkert教授作出了极高的评价:“我很难想到作者会用如此高超的办法，把量子光学的那些最新的有趣的研究领域融入到量子光学的概念、方法和应用之中。很显然，这是一本既透彻、又新鲜的教科书，这也是一本写得特别清晰、充满激情和细致认真的书。作者把自己深厚的学术功底、透彻的论证推理和简明易懂的表述风格和创造性的演绎融合在一起。我相信《现代量子光学基础》一书，一定会引起包括初学者和专家在内的广大读者的关注。”
本书作者
（英）维特拉Vlatko Vedral，英国Leeds大学终身教授，量子信息科学研究室主任。
1971年出生，英籍南斯拉夫裔科学家。1995年取得Imperial College of Science，Technology andMedicine的理论物理学士学位，1998年在导师Peter L.Knight爵士的指导下，取得该校物理学博士学位，论文题目是“纠缠态的量子信息论”。同年进牛津大学从事博士后研究。2001年至2003年为牛津大学Keble学院的高级讲师、帝国理工学院高级讲师兼量子物理学科审稿人。主讲量子力学、光学、数学、热力学、统计力学、电磁学等多门课程，同时给博士后研究班开设《量子计算和量子光学》讲座。这期间还到奥地利的维也纳大学、加拿大的Waterloo大学、新加坡大学、维也纳的Schr⒐dinger研究所、美国的普林斯顿大学做访问教授。他是Nature，Phys.Rev.，Proc.Roy.Soc.，J.Mod.Opt.等杂志的审稿人，也是英国皇家协会、奥地利科学基金会以及其他国际基金会的评审人，还是博士论文和研究人员职称资格的评审人。在短短的6年时间里，培养博士10名，发表量子光学、量子信息和量子物理的学术论文90多篇，单独出版教材2本，合作出版著作3本。到世界各地讲学100次，并经常接受媒体访谈，已成为英国学术界一颗耀眼的新星。
目录
Preface
Acknowledgements
1. From Geometry to the Quantum
2. Introduction to Lasers
2.1 Normal Modes in a Cavity
2.2 Basic Properties of Lasers
3. Properties of Light: Blackbody Radiation
3.1 Planck's Quantum Derivation
3.2 The Proper Derivation of Planck's Formula
3.3 Fluctuations of Light
3.4 Maxwell's Lucifer
4. Interaction of Light with Matter I
4.1 Stimulated and Spontaneous Emission
4.2 Optical Excitation of Two Level Atoms
4 3 Life-Time and Amplification
5. Basic Optical Processes—Still Classical
5.1 Interference and Coherence
5.2 Light Pressure
5.3 Optical Absorption
5.4 Amplification: Three Level Systems
5.5 Classical Treatment of Atom-Light Interaction
5.5.1 Dipole radiation
5.5.2 Radiation damping
5.6 Spectral Lines
6. More Detailed Principles of Laser
6.1 Basic Theory: Classical Electrodynamics
6.2 Mode-Locking
6.3 Non-linear Optics
6.4 Phase Matching
6.4.1 Rigorous derivation
6.4.2 Heuristic derivation
6.5 Multiphoton Processes
7. Interactions of Light with Matter II
7.1 Vector Spaces
7.2 Dirac Formalism
7.3 Time Dependent Perturbation Theory
7.4 Alternative Derivation of Perturbation
7.5 The Wigner-Weisskopf Theory
7.5.1 Constant perturbation
7.5.2 Harmonic perturbation
7.6 Digression: Entropy and the Second Law
7.7 Einstein's B Coefficient
7.8 Multiphoton Processes Revisited
8. Two Level Systems
8.1 Operator Matrix Algebra
8.2 Two Level Systems: Rabi Model
8.3 Other Issues with Two Level Systems
8.4 The Berry Phase
8.4.1 Parallel transport
8.4.2 The Bloch sphere
8.4.3 Implementation
8.4.4 Generalization of the phase
8.5 Gauge Principle
9. Field Quantization
9.1 Quantum Harmonic Oscillator
9.2 What Are Photons?
9.3 Blackbody Spectrum from Photons
9.4 Quantum Fluctuations and Zero Point Energy
9.5 Coherent States
9.6 Composite Systems—Tensor Product Spaces
9.6.1 Beam splitters
9.6.2 Generation of coherent states
9.7 Bosonic Nature of Light
9.8 Polarization: The Quantum Description
9.8.1 Unpolarized light—mixed states
10. Interaction of Light with Matter III
10.1 Fully Quantized Treatment
10.2 Jaynes-Cummings Model
10.3 Spontaneous Emission—At Last
10.4 The Lamb Shift
10.5 Parametric Down Conversion
10.6 Quantum Measurement: A Brief Discussion
11. Some Recent Applications of Quantum Optics
11.1 Laser Cooling
11.1.1 Bose-Einstein condensation
11.2 Quantum Information Processing
11.2.1 Quantum teleportation
12. Closing Lines
13. Problems and Solutions
13.1 Problem and Solutions 1
13.1.1 Problem set 1
13.1.2 Solutions 1
13.2 Problem and Solutions 2
13.2.1 Problem set 2
13.2.2 Solutions 2
13.3 Problems and Solutions 3
13.3.1 Problem set 3
13.3.2 Solutions 3
13.4 Problems and Solutions 4
13.4.1 Problem set 4
13.4.2 Solutions 4
13.5 Problems and Solutions 5
13.5.1 Problem set 5
13.5.2 Solutions 5
Bibliography
Index
