Heidelberg 1999 – scientific programme
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SYQI: Symposium Quanteninformationsverarbeitung
SYQI 5: Quanteninformationsverarbeitung V
SYQI 5.3: Talk
Thursday, March 18, 1999, 15:00–15:15, PH1
Kontrollierte Erzeugung einzelner Photonen in einem optischen Resonator hoher Finesse — •Axel Kuhn, Torsten Bondo, Markus Hennrich und G. Rempe — Fakultät für Physik der Universität Konstanz, Fach M701, D-78457 Konstanz
Wir stellen Studien zu einem Verfahren vor, das als “Photonenpistole” bezeichnet wird und verspricht, einzelne Photonen kontrolliert aus einem Resonator hoher Finesse heraus zu emittieren. Diese Emission soll auf einen äußeren Trigger hin erfolgen, so daß die “Photonenstatistik” des emittierten Lichts nach Belieben beeinflußt werden kann:
Betrachtet wird ein einzelnes Drei-Niveau-Atom in Λ–Anordung, das mit einem seiner beiden Übergänge, |g⟩↔|e⟩, in Resonanz mit dem TEM00 Mode des optischen Resonators ist. Dieses Atom befinde sich im Innern des zunächst leeren (lichtlosen) Resonators im nicht wechselwirkenden Zustand |u⟩.
Eine adiabatische Passage dient als äußerer Trigger, indem ein Lichtpuls den Übergang |u⟩↔|e⟩ anregt und damit eine Kopplung des Atoms an das erste Jaynes-Cummings Doublett (|e,nphoton=0⟩ und |g,nphoton=1⟩) realisiert. Diese adiabatische Anregung ist mit einem Stirap-Prozeß vergleichbar und installiert keine transiente Besetzung im elektronisch angeregten Zustand |e⟩, d.h. das System wird direkt in den Zustand |g,nphoton=1⟩ überführt und ein Photon in den Mode des Resonators emittiert. Wenn dieses noch während der Anregungsphase aus dem Resonator ausgekoppelt wird, findet keine weitere Wechselwirkung des Atoms mit dem entleerten Resonator statt. Ergänzt durch einen unabhängen Rückpumpprozeß zur Wiederherstellung der Ausgangssituation, sollte sich auf diese Art ein wohldefinierter Bitstrom einzelner Photonen generieren lassen.