Диссертация

Диссертация посвящена изучению квантовой чувствительности оптомеханических и электрооптических датчиков резонансных сигналов. Предложена схема широкополосного вариационного измерения для обнаружения резонансной силы, действующей на механический гармонический осциллятор. Показано, что в данной схеме возможно широкополосное исключение обратного флуктуационного влияния и преодоление стандартного квантового предела. Показано, что данная схема является неустойчивой, а ее чувствительность ограничена паразитными спектральными составляющими. Предложена схема многомерного широкополосного вариационного измерения, лишенная недостатков предыдущей схемы. Показано, что возможность широкополосного исключения обратного флуктуационного влияния основана на наличии в данной схеме подсистем, свободных от квантовой механики, - множества взаимно коммутирующих квантовых наблюдаемых, которые можно измерить независимо. Предложена схема электрооптического преобразователя для подсчета высокочастотных фотонов, основанная на тех же принципах. Показано, что ее чувствительность ограничена тепловым шумом. Предложен метод вычисления расщепления мод высших порядков в астигматических резонаторах Фабри-Перо, основанная на теореме об адиабатическом инварианте и вычислении тензора напряжений Максвелла. На основе полученных результатов возможно построить новые прецизионные приборы для задач регистрации гравитационно-волнового излучения, измерения крутящего момента, магнитометрии и квантовой коммуникации.