Grundlegende Konzepte und Experimente der Quantenoptik:

Konzepte:

• Ausgangspunkt: Klassische Elektrodynamik (unter Umständen erweitert um klassische Nichtlineare Optik)

• Quantenmechanik zur Beschreibung der Wechselwirkung klassischen Lichts mit Atomen (Übergangsamplituden, Auswahlregeln)

  • 2-Niveau-Atom

  • zeitabhängige Störungstheorie

  • Nichtstörungsrechnung der Übergangsamplituden

  • Optische Blochgleichungen

• Quantisierung des Elektromagnetischen Feldes:

  • Lagrange- und Hamilton-Ansatz

  • QED in Coulomb-Eichung

  • QED kovariant (Lorentz-Eichung)

  • WW von Teilchen mit quantisiertem Feld

  • Kohärenz (gequetschte Zustände)

  • Photonenpropagator

  • Pfadintegralmethode

  • WW-Photonenfeld mit Materiefeldern

• Lasertheorie

  • Quantentheorie des Lasers

  • Photonenstatistik

• Photodetektion und Korrelationsfunktionen

• System-Reservoir-WW

  • (Fokker-Planck, Langevin, Monte-Carlo)

• Dressed Atom Ansatz

• Jaynes-Cummings-Modell

Experimente:

• Emission (spontane und stimulierte), Absorption, Streuung (Rayleigh-, Raman-, Thomson-, Compton-...)

• Bremsstrahlung / Strahlungskorrekturen

• Photoionisation / -dissoziation

• Multiphotonenprozesse

• Magnetische WW zwischen Spins

• Lebensdauerberechnung (angeregter Zustände)