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第一章 绪论1

1．1 介观系统和介观物理学1

1．2 介观器件及其理论3

1．3 本书的主要内容5

参考文献6

第二章 量子化光场与介观Josephson结相互作用系统Ⅰ：小电感近似8

2．1 场与介观Josephson结相互作用系统8

2．1．1 系统Hamilton量10

2．1．2 系统Hamilton量的Bose子算符形式13

2．1．3 一个简单相互作用系统的时间演化18

2．2 量子化光场与介观Josephson结相互作用系统的时间演化20

2．2．1 系统Hamilton量20

2．2．2 Heisenberg图像下力学量运动方程的解23

2．2．3 相互作用系统波函数的时间演化25

2．3 量子化光场与介观Josephson结相互作用系统的非经典特性28

2．3．1 介观Josephson结的压缩特性29

2．3．2 光场的Mandel Q因子34

2．3．3 在介观Josephson结中的磁通量和电荷的时间演化36

2．3．4 介观Josephson结的高阶压缩性质38

2．4 在Schrodinger猫态场中介观Josephson结的量子涨落45

2．4．1 介观Josephson结的二阶量子涨落46

2．4．2 介观Josephson结的压缩特性47

2．5 量子化光场与介观Josephson结相互作用系统在COS 2eφ展开至四阶项下的波函数时间演化49

2．5．1 旋波近似下的系统Hamilton量49

2．5．2 系统波函数的时间演化53

2．5．3 系统波函数的Pancharatnam相位性质55

2．6 量子化光场与介观Josephson结相互作用系统的零点涨落58

2．6．1 系统Hamilton量58

2．6．2 系统耦合与非耦合波函数间的幺正变换61

2．6．3 系统耦合与非耦合表象中基态波函数间的变换关系67

2．6．4 系统的真空态涨落特性68

参考文献70

第三章 量子化光场与介观Josephson结相互作用系统Ⅱ：大电感近似72

3．1 外场近似下的场与介观Josephson结相互作用系统72

3．1．1 大电感近似下系统的Hamilton量72

3．1．2 Heisenberg图像下系统的超导电流算符73

3．1．3 系统超导电流的期望值74

3．2 单模量子化光场作用下系统超导电流的量子崩塌与复苏现象75

3．2．1 压缩态量子化光场与介观Josephson结相互作用系统76

3．2．2 SU(1，1)单模相干态量子化光场与介观Joseph-son结相互作用系统80

3．3 单模非经典光场作用下系统的Shapiro流压台阶特性83

3．3．1 压缩态量子化光场与介观Josephson结相互作用系统84

3．3．2 相干态量子化光场与介观Josephson结相互作用系统85

3．3．3 单模SU(1，1)相干态量子化光场与介观Jose-phson结相互作用系统85

3．4 相干态的叠加态量子化光场作用下系统超导电流的超结构特性86

3．4．1 系统超导电流的时间演化87

3．4．2 系统超导电流时间演化中的拍现象和超结构特性89

3．4．3 系统的Shapiro流压台阶特性93

3．5 量子化光场作用下系统超导电流的量子涨落94

3．6 双模量子化光场作用下系统超导电流的时间演化97

3．6．1 双模量子化光场作用下系统超导电流的时间演化算符97

3．6．2 双模压缩态量子化光场与介观Joseph-son结相互作用系统100

3．6．3 SU(1，1)双模相干态量子化光场与介观Joseph-son结相互作用系统106

参考文献110

第四章 非含时经典场作用下的介观Josephson结112

4．1 在介观Josephson结中产生Schrodinger猫态112

4．1．1 在介观Josephson结中产生两个相干态的叠加态112

4．1．2 介观Josephson结中两个相干态的叠加态的相空间表示——Q函数116

4．1．3 介观Josephson结中的二阶压缩120

4．2 介观Josephson结中的高阶压缩123

4．3 系统超导电流的时间演化特性128

参考文献130

第五章 含时经典场作用下的介观Josephson结131

5．1 在介观Josephson结中产生相干态131

5．1．1 经典场作用下介观Josephson结的Hamilton量131

5．1．2 介观Josephson结的Hermit不变算符133

5．1．3 介观Josephson结的时间演化算符135

5．1．4 在介观JoSephson结中产生相干态138

5．2 周期场作用下介观Josephson结波函数的时间演化139

5．2．1 介观Josephson结的Hamilton量140

5．2．2 介观Josephson结的Hermit不变算符142

5．2．3 介观Josephson结波函数的几何相位因子144

5．2．4 在介观Josephson结中产生广义压缩态145

5．3 在介观Josephson结中产生一类相干叠加态148

5．3．1 介观Josephson结波函数的时间演化148

5．3．2 介观Josephson结力学量的量子涨落153

5．4 介观Josephson结的超导电流特性155

5．4．1 超导电流的时间演化155

5．4．2 超导电流的量子崩塌与复苏现象159

5．5 线性含时外场作用下介观Josephson结的隧穿电荷台阶161

5．5．1 介观Josephson结的时间演化算符161

5．5．2 隧穿电荷的台阶结构164

参考文献166

附录168

A 宏观Josephson结与超导电流168

A．1 基本方程168

A．2 微波感应台阶169

B 辐射场的量子描述170

B．1 单模光场170

B．2 光场的粒子数态173

C 光场的量子涨落特性174

C．1 相干态光场174

C．2 压缩态光场177

D SU(1，1)相干态量子化光场作用下超导电流的直流分量180

参考文献182