Hannover 2016 – scientific programme

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 20: Quantum Optics III

Q 20.3: Talk

Tuesday, March 1, 2016, 11:30–11:45, f442

Anregung atomarer Übergänge mit einem Vortex Laserstrahl[1] — •Jonas Schulz, Christian Tomás Schmiegelow, Henning Kaufmann, Thomas Ruster, Ulrich Poschinger und Ferdinand Schmidt-Kaler — QUANTUM, Institut für Physik, Universität Mainz, Staudingerweg 7, 55128 Mainz, Germany

Aufgrund ihres internen Spins tragen Photonen Drehimpuls, der abhängig von der Lichtpolarisation die Werte ± 1ℏ annehmen kann. Vortex-Strahlen besitzen zusätzlichen externen Bahndrehimpuls. Wir demonstrieren den Transfer von optischem Bahndrehimpuls (OAM) aus dem Vortex-Strahl auf interne, elektronische Freiheitsgrade eines Atoms. Wir platzieren dafür ein einzelnes ⁴⁰Ca⁺ Ion im Zentrum eines Vortex-Strahls und treiben den S_1/2 ↔ D_5/2 Quadrupolübergang. Abhängig von der Polarisation des Lichtes (σ^±) und der Vortizität des Strahls (OAM=0, ±1) erhalten wir modifizierte Auswahlregeln für die Übergänge zwischen Zeeman Niveaus mit Δm=0,±1 und ±2 was zeigt, dass Spin- und Bahndrehimpuls der Photonen zu einem effektiven Gesamtdrehimpuls mit den Werten 0ℏ, ± 1ℏ und ± 2ℏ gekoppelt werden.

[1] Christian T. Schmiegelow et al., arXiv:1511.07206 (2015)