研究目的
研究未调制和光学调制的自由电子量子波包的自发与受激发射辐射，并探索辐射发射/吸收对可控的"历史依赖性"波包大小的依赖关系。
研究成果
该研究得出结论：自由电子量子波包的历史依赖性维度在与光相互作用时具有物理效应且可被测量。这为探索光-物质相互作用提供了新方向，并指出可通过受激辐射相互作用实验来测量量子电子波包尺寸的方法。
研究不足
对电子波包的半经典分析无法产生量子自发辐射，其测量可能受到半经典公式中未包含的量子自发辐射噪声干扰。
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调制自由电子量子波包的自发和受激发射辐射——半经典分析
DOI：10.1088/2399-6528/aae2ec
期刊：Journal of Physics Communications
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
我们在此对未调制与光学调制的自由电子量子波包的自发及受激辐射发射进行半经典分析。研究表明，波包的辐射发射/吸收及相应减速/加速过程取决于可控的"历史依赖性"波包尺寸。当波包尺寸（持续时间）短于辐射波长时，其辐射相互作用特性接近经典点粒子模型的预测；而在长尺寸波包极限下，该相互作用呈现量子力学特性且随频率升高呈指数衰减。我们通过史密斯-珀塞尔辐射方案例证这些效应，证明若波包经光学调制形成周期性聚束结构，可在高频截止极限之外、调制频率谐波处产生有限辐射发射。此外，辐射分析进一步拓展至相位关联调制电子波包束的超辐射发射情形。这种波包依赖的辐射发射特征阐明了经典-量子转变机制，并为测量量子电子波包尺寸提供了新途径，为探索光-物质相互作用开辟了新方向。
作者：
Yiming Pan，Avraham Gover
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