Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

CAVITY QED 08. Juni 2011 Fabian Alt. Agenda Motivation Theoretischer Hintergrund – Jaynes-Cummings-Modell Experiment I – Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "CAVITY QED 08. Juni 2011 Fabian Alt. Agenda Motivation Theoretischer Hintergrund – Jaynes-Cummings-Modell Experiment I – Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System."—  Präsentation transkript:

1 CAVITY QED 08. Juni 2011 Fabian Alt

2 Agenda Motivation Theoretischer Hintergrund – Jaynes-Cummings-Modell Experiment I – Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System Experiment II – Photon Blockade with one trapped atom Zusammenfassung

3  Motivation: Fundamentales System WW einzelnes Atom und eine Mode des EM-Feldes  Anwendungen in Quantum Information Science Licht-Materie-Wechselwirkung an fundamentalem System Motivation

4 Einführung Theoretischer Hintergrund – Jaynes-Cummings-Modell Experiment I – Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System Experiment II – Photon Blockade with one trapped atom Zusammenfassung Theoretischer Hintergrund

5  Energiespektrum ħω a und ħω c Zerfallsraten γ und κ  Kopplungsfaktor g proportional zum Dipolmatrixelement d ge  Starke Kopplung: g >> γ, κ Jaynes-Cummings-Modell Theoretischer Hintergrund

6  Starke Kopplung: g >> γ, κ Jaynes-Cummings-Model (rotating wave approximation)  Kommmutatorrelationen und Jaynes-Cummings-Modell Theoretischer Hintergrund Aus HΨ = EΨ lassen sich die Energieniveaus des Systems errechnen

7 Energieaufspaltung im Jaynes Cummings Modell Theoretischer Hintergrund Eigenenergien:

8 Energieaufspaltung im Jaynes Cummings Modell Theoretischer Hintergrund Eigenenergien:

9 Experiment I Einführung Theoretischer Hintergrund – Jaynes-Cummings-Modell Experiment I – Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System Experiment II – Photon Blockade with one trapped atom Zusammenfassung

10 Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System Experiment I  P. Maunz et al. (MPQ), Phys. Rev. Lett., 2005  Vakuum-Rabi-Aufspaltung sollte messbar sein

11 Experimenteller Aufbau Experiment I Schema des Experiments:

12 Experimenteller Aufbau Experiment I Schema des Experiments: Stehende Welle im Resonator:

13 Experimenteller Aufbau Experiment I Schema des Experiments: Stehende Welle im Resonator:

14 Experimenteller Aufbau Experiment I Schema des Experiments: Transmissionsmessung:

15 Fangen des Atoms Experiment I Detektion eines Atoms:  780nm – resonant  312 Maxima Fallentiefe erhöhen Fangen in Dipolfalle:  785nm - rotverstimmt  310 Maxima Ein Atom wird in der Mitte des Resonators gefangen

16 Atomarer Übergang in Rubidium Experiment I  D2-Linie in 85 Rb (F=3 zu F=4)  σ + polarisiertes Licht (m f =3 zu m f =4) effektives Zwei-Niveau-System

17 Kühlen des Atoms – Cavity Cooling Experiment I  Stark-Shift vergrößert Energieaufspaltung im Atom  Kühl- und Messintervalle  500μs Kühlen  100μs Messen ωaωa

18 Ergebnisse Experiment I  Vakuum-Rabi Aufspaltung bei Transmissionsmessung eindeutig sichtbar:

19 Ergebnisse Experiment I  Höhe der Peaks abhängig von Detuning Δ a  Stark-Shift verändert Δ a = ω c – ω a = 2π × 35MHz ωaωa ωcωc

20 Experiment II Einführung Theoretischer Hintergrund – Jaynes-Cummings-Modell Experiment I – Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System Experiment II – Photon Blockade with one trapped atom Zusammenfassung

21 Photon Blockade with one trapped atom Experiment II  Birnbaum et al. (Caltech), Nature, 2005  Vakuum-Rabi Aufspaltung

22 Photon Blockade with one trapped atom Experiment II  Birnbaum et al. (Caltech), Nature, 2005  Vakuum-Rabi Aufspaltung  Übergang in Cäsium (F=4 F‘=5) mit linear polarisiertem Licht

23 Experimenteller Aufbau Experiment II

24 Ergebnis Experiment II  Paarkorrelationsfunktion zeigt klares Anti-Bunching der Photonen

25 Ergebnis Experiment II  Oszillation des Atoms führt zu Schwankungen in Transmission

26 Zusammenfassung Einführung Theoretischer Hintergrund – Jaynes-Cummings-Modell Experiment I – Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System Experiment II – Photon Blockade with one trapped atom Zusammenfassung

27  Cavity-QED: ein Atom mit einer Mode des EM Feldes  Jaynes-Cummings Modell Eigenenergien  Erstes Dublett: Vakuum-Rabi Aufspaltung  Energiespektrum mit Cavity QED messbar  Mögliche Anwendungen in Quantum Information


Herunterladen ppt "CAVITY QED 08. Juni 2011 Fabian Alt. Agenda Motivation Theoretischer Hintergrund – Jaynes-Cummings-Modell Experiment I – Normal Mode Spectroscopy of Atom-Cavity-System."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen