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Dichtematrixtheorie moderner optischer Experimente
Dr. Marten Richter
Wahllehrveranstaltung 3233 L 506 für Studierende des Diplomstudienganges, Bachelorstudienganges oder Promotionsstudiums: Physik.
ECTS Creditpoints: 3 CP
Inhalte der Vorlesung
Die Vorlesung soll die theoretischen Grundlagen zum Verständnis moderner optischer Experimente legen, die Gegenstand der aktuellen Forschung sind.
Sie ist dabei sowohl geeignet für Studenten im Studium, wie auch Diplomanden und Doktoranden aus der Theorie aber auch für Theorie interessierte Experimentatoren.
Einzige Vorrausetzung ist ein vorheriger Besuch der Quantenmechanik (Bachelor- oder Diplomstudiengang)
Folgende Themen werden bearbeitet:
Grundlagen der Dichtematrixtheorie:
Blochgleichungen, zeitliche Störungstheorie, Ratengleichungen
Beschreibung moderner optischer Experimente:
Vierwellenmischexperimente wie Pump-Test, Photon-Echo, zweidimensionale Spektroskopie (zeitaufgelöst und Fourier), Raman-, Fluoreszenzspektroskopie.
VL: Do 12:00-14:00 im EW 226 (ab 16.10) Richter
Gliederung der Vorlesung:
Der vorläufige Plan (kann sich im Detail noch ändern):
- Einführung
- Was ist ein optisches Experiment?
- Zusammenspiel von Material und Pulspropagation
- Was ist ein optisches Experiment?
- Allgemeine theoretische Grundlagen
- Maxwellgl. und inhomogene Wellengl.
- Wiederholung
- Homogenes Medium
- Absorptionsspektrum
- Rayleighscattering
- Wiederholung
- Quantenmechanik und Statistik
- Dichtematrixtheorie
- Semiklassische Theorie
- Ratengleichungen
- Rabiflopping
- Absorptionsspektrum
- Dichtematrixtheorie
- Maxwellgl. und inhomogene Wellengl.
- Informationsgewinnung aus optischen Spektren am Beispiel vom Pump-Test Spektrum
- Homogene Linienbreite - Lebensdauer, Dephasierung
- Inhomogene Linienbreite - Ensemblemittelung
- Homogene Linienbreite - Lebensdauer, Dephasierung
- Vierwellenmischexperimente
- Räumliche Separation über induzierte Gitter
- Photonecho (Gegenmittel gegen inhomogene Verbreiterung)
- Prinzip
- Detektionsarten
- verschiedene Typen
- Prinzip
- 2D Elektronische Spektren
- Homogene und inhomogene Linienbreite unterscheiden
- Kopplungen sichtbar machen
- Zeitaufgelöst
- Homogene und inhomogene Linienbreite unterscheiden
- Hole-Burningspektroskopie
- Vier-Wellenmischen ohne räumliche Separation
- Anwendungsfälle: Messung am Nano-Einzelsystem und im Wellenleiter
- heterodyne Detektion, Separation im Zeitraum durch Repetition
- Anwendungsfälle: Messung am Nano-Einzelsystem und im Wellenleiter
- Räumliche Separation über induzierte Gitter
- Raman und Flouresenzspektroskopie
- Quantenoptische Grundlagen
- Floureszenz
- Resonanzflourescence und Raman
- Quantenoptische Grundlagen
- Ausblick auf bessere Materialmodelle
Literatur
- Mukamel, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy (Oxford)
- Haug, Koch, Quantum Theory of the Optical and Electronic Properties of Semiconductors, (World Scientific)
- Allen. Eberly, Optical Resonance and Two-Level-Atoms (Dover)
- sowie ausgewählte Originalarbeiten
Kontakt
Dr. Marten Richter, EW 710, Sprechstunde: wird nach Absprache mit den Hörern festgelegt.
Vorlesungsmitschrift
Datum | Thema | Skript | Aufzeichnung* |
---|---|---|---|
16.10.08 | Einfuehrung und Edynamik | farbig, schwarzweiss | Replay |
23.10.08 | Wellengleichung und Absorptionsspektrum | farbig, schwarzweiss | Replay |
30.10.08 | Quantenmechanik und Statistik | farbig, schwarzweiss | Replay |
06.11.08 | Blochgleichungen Rabiflopping | farbig, schwarzweiss | Replay |
13.11.08 | Rabiflopping und Absorptionsspektrum | farbig, schwarzweiss | Replay |
20.11.08 | Absorptionsspektrum und Pump-Probe | farbig, schwarzweiss | Replay |
27.11.08 | Informationen aus Pump-Test Spektren | farbig, schwarzweiss | Replay |
04.12.08 | Inhomogene Verbreiterung und Vierwellenmischen | farbig, schwarzweiss | Replay |
11.12.08 | Photonecho | farbig, schwarzweiss | Replay |
18.12.08 | Photonecho 2 | farbig, schwarzweiss | Replay |
08.01.09 | Photonecho II:Verschiedene Typen | farbig, schwarzweiss | Replay |
15.01.09 | Hole Burning | farbig, schwarzweiss | Replay |
22.01.09 | Heteredyne Detektion und Quantenoptik | farbig, schwarzweiss | Replay |
29.01.09 | Fluoreszenz und Ramanspektroskopie | farbig, schwarzweiss | Replay |
05.02.09 | Raman, Bessere Materialmodelle(Cumulantenentwicklung) | farbig, schwarzweiss | Replay |
12.02.09 | Cumulantenentwicklung 2 | farbig, schwarzweiss | Replay |