利用|ρ,χ1,χ2〉或|χ,ρ1,ρ2〉表象中,我們構建一種三模壓縮算符S3,為
S3=∫dρdχ1dχ2μ3br2ρμ,χ1μ,χ2μ〈ρ,χ1,χ2|
=μ3br2∫dχdρ1dρ2|μχ,μρ1,μρ2〉〈χ,ρ1,ρ2|.(8.53)
利用它們的正交性(見式(8.19)與式(8.25)),就有
S3|ρ,χ1,χ2〉=1μ3br2ρμ,χ1μ,χ2μ(8.54)
S3|χ,ρ1,ρ2〉=μ3br2|μχ,μρ1,μρ2〉.(8.55)
用IWOP技術直接對式(8.53)積分可導出S3的具體形式. 將式(8.12)代入式(8.53)並積分,有
S3=∫dρdχ1dχ2μ3br2ρμ,χ1μ,χ2μ〈ρ,χ1,χ2|
=2μ1+μ23br2∶exp-1-2μ1+μ2∑3j=1ajaj-
μ2-16(μ2+1)[2a12-a22+2a32+4a1a2-2a1a3+4a2a3]+
μ2-16(μ2+1)[2a21-a22+2a23+4a1a2-2a1a3+4a2a3]
(8.56)
令μ=eλ,tanhλ=μ2-1μ2+1,chλ=2μμ2+1,並根據算符公式
ekaa=∶exp[(ek-1)aa]∶(8.57)
將式(8.56)變為
S3=(chλ)3br2∶exp-Wtanhλ-(1-chλ)∑3j=1ajaj+
Wtanhλ∶
=(chλ)3br2exp(-Wtanhλ)exp(Blnchλ)exp(Wtanhλ),
(8.58)
其中:
W=16(2a12-a22+2a32)-13(2a1a2-a1a3+2a2a3),(8.59)
B=-∑3j=1ajaj-32.(8.60)
很容易證明W,W,B構成封閉的SU(1,1)李代數,即
[W,W]=-B,[W,B]=-2W,[B,W]=-2W.(8.61)
這暗示了一種求多模SU(1,1)生成元的新方法。