Einführung in die Quantenoptik II – SS 2018
Wahlpflichtmodul 541d "Photonik und Quantenoptik"
web site
www.quantum.physik.uni-potsdam.de > Teaching > SS 2018
Kontakt:
Carsten Henkel (Raum 2.083) Tel. 0331 977 1498, henkel@uni-potsdam.de
Format für BSc: 3 SWS = 2V + 1Ü
VL Di 10 Uhr (Raum 2.067, Gruppe D. Neher)
Ü Fr 09 Uhr (Raum 2.080, 1h jede Woche)
Studienleistungen
BSc (9 LP = 240 bis 270 h Arbeit, Teil I und II zusammen)
– Abgabe von Übungsaufgaben (als "Vorleistung"), ergänzt durch Vortrag
– Im BSc-Studiengang wird das Modul 541d mit einer mündlichen Prüfung abgeschlossen. Darin werden zwei Vorlesungen, z.B. QO I und QO II, geprüft.
Rücktritt: bis Do 10. Mai 2018
Inhaltliches
Modul-Handbuch (QO I und QO II)
The module provides an introduction into the concepts and methods of quantum optics. Subjects covered include a review of matter-light interaction, free field quantization, states of the radiation field (Fock, coherent, squeezed, thermal), quantum theory of passive optical elements, Jaynes-Cummings model, quantum theory of square-law detection (Glauber photodetector), Master equation, quantum theory of natural line width, Fokker-Planck equation, quantum theory of lasing, concepts of quantum information.
KomVV (SS)
Benötigte Begriffe werden erneut erklärt. Die "Quantenoptik I" ist sinnvoll, aber nicht notwendig.
Relativistische Beschreibung von Elektronen (Dirac-Gleichung, QED). Quantentheorie des Lasers: Photonenstatistik, Linienbreite, Phasendiffusion. Resonanz-Fluoreszenz: Mollow-Triplett, Regressions-Formel, anti bunching von Photonen. Modellierung von aktuellen Experimenten zur Quantendynamik. Laufende Forschungsprojekte.
Literatur
Lehrbücher zur Quantenoptik, etwa
Berman & Malinovsky
Shih
Scully & Zubairy
Grynberg, Aspect & Fabre
Garrison
Gerry & Knight
Walls & Milburn
Loudon
Vogel, Welsch & Wallentowitz
Meystre & Sargent III
Mandel & Wolf
Orszag
Cohen-Tannoudji, Dupont-Roc & Grynberg, "Atoms and Photons" (2 Bände)
[Blow90]
"Continuum fields in quantum optics" [Phys. Rev. A 42 (1990) 4102]
– field quantisation without quantisation box
[Auffeves08]
Spontaneous emission spectrum of a two-level atom in a very-high-Q cavity
Alexia Auffeves, Benjamin Besga, Jean-Michel Gerard, and Jean-Philippe Poizat
Phys. Rev. A 77 (2008) 063833
– correlation functions, spectra, quantum correlations vs classical solution
potentielle Bachelor-Arbeiten (weitere Themen auf Nachfrage)
Überarbeitung des deutschen Wikipedia-Eintrags "Quantenoptik"
Hanbury Brown-Twiss-Korrelationen und verschränkte Photonen
zwei-Photon-Korrelationen im Nah- und Fernfeld (Experimente)
Rydberg-Atome: "riesige" Elektronenwolken und Himmelsmechanik,
Ohm'sche Gezeitenreibung zwischen geladenen Kugeln
Monte-Carlo Simulationen von offenen Quantensystemen
angewandt auf Ketten von (nichtlinear) gekoppelten Oszillatoren
Photonen und Plasmonen in geschichteten Strukturen
gekoppelte Plasmonen, Dispersion, Feldverteilungen (Experimente)
nichtlineare Quantenmechanik an einem Umkehrpunkt
numerische Berechnung der Wellenfunktionen im kontinuierlichen Spektrum
weitere Anwendung: Photodissoziation von Molekülen