4.1.2　多模场的光子数态

4.1.1节的讨论限定在单一模式场，但大部分情况下辐射场中会有多个模式，甚至无限多模式。因此，辐射场的态矢量|Ψ〉必须包含许多光子数态。我们先考虑如下情况：

这里模式1中有n1个光子，模式2中有n2个光子，依此类推。不同模式之间相互独立，〈nℓ|nℓ′〉=δℓ,ℓ′，可以得到

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如果单个模式处于叠加态，则多模光场的量子态表示为叠加态的直积：

粒子数表象适用于表述粒子数比较少的量子态，如高能γ射线，而光子数量非常多的光场用数态表象并不适合。实验上制备光子非常少的确定数态有一定难度，多数光场为光子数态的叠加（纯态）或混合（混合态）。尽管如此，数态表象在激光理论等量子光学问题上得到了广泛的应用。