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  Quantenoptik

Lecturers
Prof. Dr. Gerd Leuchs, Dr. Valentin Averchenko

Details
Vorlesung
2 cred.h, Sprache Deutsch
Time and place: Mon 8:00 - 10:00, SR 00.732; comments on time and place: nach Vereinbarung
Preliminary meeting: 13.4.2015, 10:00 Uhr

Fields of study
WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1

Prerequisites / Organisational information
Vorbesprechung am 13.04.2015 um 10:00 Uhr im MPL, kleiner Seminarraum, Raumnr. 345

Contents
§1 Optik vs. Quantenoptik
  • Maxwell Gleichungen mit Randbedingungen bestimmen räumliche Modenstruktur. Feldquantisierung: der Zustand einer Mode. Unschärfe, Korrelationen, Verschränkung, harmonischer Oszillator.

§2 Wignerfunktion

  • Phasenraum, Bestimmung von Momenten

§3 Quantenzustände des Lichtfelds

  • Photonenstatistik von: Fock-Zustand, kohärenter Zustand, thermischer Zustand. <n>, <n²>. bei gemischten Zuständen Spur{rho.n}. Spur{rho²}=1 &#61664; reiner Zustand

§4 Bogoliubov Transformationen

  • Abschwächung, Signal und Hilfsmode …,Verstärkung, Rauschzahl, Phasenkonjugation &#61683; Zeitumkehr, Quetschen

§5 Quellen: Laser, optischer Verstärker

  • Verstärkung durch stimulierte Emission (Einstein Koeffizienten), Ratengleichungen, Laser Resonator, Stabilität, Linienbreite leerer Resonator, Phasendiffusionsmodell.

§6 Lineare optische Bauelemente

  • Strahlteiler, Polarisationsdrehung, Modenkoppler

  • vollständig destruktiver Verstärker aus Bauteilen der linearen Optik mit Vorwärtskopplung

§7 Nicht-lineare Wechselwirkung und Photonenstatistik

  • Nicht-lineare Optik: zweite und dritte Ordnung

  • Erzeugung der zweiten harmonischen, entartete parametrische Fluoreszenz,

§8 Detektoren

  • Photomultiplier, Avalanche Photodioden, Photodioden

§9 Erzeugung und Charakterisierung von 1-Photonenzuständen

  • Experimentelle Erzeugung von Einzelphotonenzuständen, Schrödingerscher Katzenzustände

§10 Einfache Protokolle der Quantenkommunikation

  • Teleportation,...

Additional information

Assigned lectures
UE: Übung zur Vorlesung "Quantenoptik"
Lecturers: Prof. Dr. Gerd Leuchs, Dr. Valentin Averchenko
Time and place: Tue 8:00 - 10:00, SR 00.732; comments on time and place: nach Vereinbarung

Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
Startsemester SS 2015:
Physikalisches Wahlfach: Quantenoptik (PW)

Department: Chair of Experimental Physics (Optics) (Prof. Dr. Leuchs)
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