München 2004 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik und Photonik
Q 36: Poster Quanteneffekte
Q 36.14: Poster
Donnerstag, 25. März 2004, 14:00–16:00, Schellingstr. 3
Einzelne Photonen von einem Ca+-Ion in einem Hochgüte Resonator — •Christian Maurer, Christoph Becher, Carlos Russo, Christian Roos, Jürgen Eschner, Ferdinand Schmidt-Kaler und Rainer Blatt — Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Österreich
Die Erzeugung eines Lichtpulses, der genau ein Photon enthält, ist von besonderer Bedeutung in der Quantenkryptographie und Quanteninformationsverarbeitung. Eine Quelle einzelner Photonen lässt sich durch die Ankopplung eines einzelnen gespeicherten Ca+-Ions an die Grundmode eines optischen Resonators hoher Güte [1] realisieren. Die Emission einzelner Photonen erfolgt dabei durch einen stimulierten Raman-Prozess mittels eines Anregungspulses auf dem S1/2-P3/2 Übergang und der Kopplung der P3/2 und D5/2 Niveaus durch den optischen Resonator. In einer Simulation mithilfe des Dichtematrix-Formalismus und realistischen experimentellen Werten, in denen auch die Linienbreite des Lasers enthalten ist, vergleichen wir die Methode der adiabatischen Raman-Passage (siehe z.B.[2]) mit einem Rabi-Raman-Übergang mit konstanten Kopplungsparametern. Die Wahrscheinlichkeit, pro Anregungspuls ein Photon in die Resonatormode zu emittieren, ist demnach für den Rabi-Raman-Übergang maximal und liegt bei >95%. Mit den berechneten Werten ist eine Photonenrate von 2·104 s−1 zu erwarten.
[1] A. B. Mundt et al., Phys. Rev. 89, 103001 (2002).
[2] A. Kuhn et al., Appl. Phys. B 69, 373 (1999).