Kursinformation

Digitale Lehre
Vorlesungen und Übungen werden unter Einhaltung der Hygienerichtlinien [b]in Präsenz [/b]gehalten. Bei einem dynamischen Infektionsgeschehen und in Einzelfällen kann es unter Umständen erforderlich sein, den Lehrbetrieb online abzuhalten. In diesem Fall werden die Zugangsdaten für die Veranstaltung werden über [b]Moodle [/b]bekanntgegeben, über das die Organisation der Veranstaltung stattfindet.
 

Lehrinhalte
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[*]Quantisierung des elektromagnetischen Strahlungsfeldes
[*]Nichtlineare optische Prozesse und die Erzeugung quantenmechanischer Lichtzustände
[*]Wechselwirkung elementarer Quantensysteme mit Lichtfeldern
[*]Dynamik offener Quantensysteme
[*]Anwendungen und fundamentale Aspekte
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Literatur
Ergänzende Literaturhinweise:
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[*]D. A. Steck, "Classical and Modern Optics" (University of Oregon, 2019) Link: http://atomoptics-nas.uoregon.edu/~dsteck/teaching/quantum-optics/
[*]D. A. Steck, "Quantum and Atom Optics" (University of Oregon, 2019) Link: http://atomoptics-nas.uoregon.edu/~dsteck/teaching/optics/
[*]G. Grynberg, A. Aspect and C. Fabre, "Introduction to Quantum Optics: From the Semi-classical Approach to Quantized Light" (Cambridge University Press, 2010)
[*]W. P. Schleich, "Quantum Optics in Phase Space" (VCH-Wiley, 2001)
[*]C. C. Gerry and P. L. Knight, "Introductory Quantum Optics" (Cambridge UniversityPress, 2005)
[*]R. Puri, “Mathematical Methods of Quantum Optics” (Springer, 2001)
[*]S. Barnett, “Methods in Theoretical Quantum Optics” (Clarendon Press, 2002)
[*]L. Mandel and E. Wolf: Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge UniversityPress, 2013)
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Voraussetzungen
Theoretische Physik I - IV

Weitere Informationen
Die [b]Übungen [/b]werden über [b]Moodle [/b]organisiert.

Offizielle Kursbeschreibung
Die Entdeckung von quantenmechanischen Eigenschaften elektromagnetischer Strahlung trug wesentlich zur Entwicklung der modernen Quantentheorie bei. Die Verbindung von quantenfeldtheoretischen Ansätzen mit den Konzepten klassischer Optik hat das Teilgebiet der Quantenoptik hervorgebracht, das die quantenmechanische Beschreibung von Licht, Materie und deren Wechselwirkung erforscht. Quantenoptische Technologien wie zum Beispiel der Laser haben unsere Alltagswelt revolutioniert und sind zentraler Bestandteil aktueller Forschung und Entwicklungen, gerade mit Hinblick auf Quantenkommunikation und Quanteninformationsverarbeitung.
Diese theoretische Vorlesung führt in die Grundprinzipien der Quantenoptik ein und ist damit zentral für ein Verständnis moderner Optik. Wir diskutieren die Quantisierung des elektromagnetischen Strahlungsfeldes sowie daraus resultierende Effekte und Anwendungen. Die Vorlesung behandelt zusätzlich die Erzeugung nichtklassischer Lichtzustände mithilfe nichtlinearer optischer Prozesse, die Wechselwirkung elementarer Quantensysteme mit Licht sowie die Dynamik offener Quantensysteme. Anwendungen der Quantenoptik finden sich sowohl in der Laserphysik, in interferometrischen Hochpräzisionsmessungen und in fundamentalen Experimenten, die zum Beispiel die Annahme des lokalen Realismus überprüfen. Die erlernten Methoden und Konzepte gehen über das Fachgebiet der Quantenoptik hinaus und können auf andere Felder übertragen werden.

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Bearbeitet von:
http://www.iap.tu-darmstadt.de/tqd/