Konstanz 1998 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 1: Quanteneffekte I

Q 1.4: Vortrag

Montag, 16. März 1998, 15:00–15:15, R 513

Langzeitdynamik und “finite-size” Quanteneffekte im parametrischen Verstärker. — •O. Veits and M. Fleischhauer — Sektion Physik, LMU München, Theresienstr.37, D-80333 München

Das Langzeitverhalten der Felder im entarteten optisch-parametrischen Verstärker wird mit Hilfe einer mean-field Approximation und einer numerischen Lösung der 2-Moden Schrödingergleichung untersucht. Es wird gezeigt und physikalisch erläutert, daß die Quantenfluktuationen in endlichen Systemen zu einer Beschränkung der Konversionseffizienz führen.

Die in der Literatur oft verwendete linearisierte Beschreibung der Quantenfluktuationen berücksichtigt nicht deren Rückwirkung auf die mittleren Amplituden der Moden und kann daher nicht die Langzeitdynamik beschreiben. Eine einfache und weitgehend analytisch behandelbare Näherung, die diese Rückwirkung berücksichtigt, ist die mean-field Approximation (MFA). In dieser Näherung findet man einen oszillatorischen Energieaustausch zwischen Ober- und Grundmode der einer anharmonischen Schwingungsgleichung genügt.

Zur Beschreibung des Einflusses von Phasenfluktuationen, die in der MFA unberücksichtigt bleiben, wird die 2-Moden Schrödingergleichung numerisch integriert. Ein wesentliches Problem bei der numerischen Behandlung stellt der Speicherbedarf für den Fall hoher Photonenzahlen in beiden Moden dar. Dieser kann um Größenordnungen verringert werden, wenn anstelle einer einfachen Fock-Basis eine dynamisch angepaßte, verschobene und gequetschte Fock-Basis verwendet wird.