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TU Berlin

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Theoretische Quantenoptik

Vorlesung :
Dr. Alexander Carmele

Übungen :
Prof. Dr. Andreas Knorr

Wahlpflichtveranstaltung oder Pflichtveranstaltung 3233 L 190 für Studierende der Physik (Master) im WS 2017/18.

Für diese Veranstaltung (Vorlesung und Übung) werden 10 ECTS-Punkte gutgeschrieben. Zusammen mit einer Spezialvorlesung/mit einem Seminar ist sie erweiterbar zu einem Wahlpflichtfach mit 12 ECTS-Punkten.

This is a required course of the Master of Science in Physics program (MSc). When attending this course (lecture plus excercises), 10 credit points within the ECTS system can be obtained. The lectures will be taught in German.


Online-Anmeldung

Die Tutorieneinteilung, Punkteverteilung und Scheinvergabe zu der Vorlesung "Theoretische Physik VI (Vertiefung): Theoretische Quantenoptik" erfolgt über das Moseskontosystem: https://moseskonto.tu-berlin.de/moseskonto bis zum 18.10.2017 (bis 18:00). 

Eine spätere Anmeldung ist nicht möglich. Benötigt wird ein tubit Nutzerkonto.

Inhalte der Vorlesung

Vorlesungsinhalte:

  • Licht-Materie-Wechselwirkung im Quantenlimes
  • Welle-Teilchen-Dualität
  • Detektortheorie Dichtematrix-/Heisenbergleichungen für System-Bad
  • Wechselwirkungen im Gleichgewicht
  • Nichtlineare Optik der bekleideten Zustände
  • Viel-Niveau-System
  • Quantenkohärenzen
  • Kanonische Quantisierung des Maxwellfeldes
  • Resonatortheorie und Quantenverschränkungsnachweise
  • Bellsche Ungleichung
  • Spezielle Formen der Interferometrie
  • Festkörperoptik in der zweiten Quantisierung: dissipative und nichtlineare Optik in Wellenleitern, Halbleiternanostrukturen und Elektrongasen.

 

Vorlesungstermine
Zeit
Raum
Bemerkungen
Donnerstag
10.00 - 12.00 Uhr
EW 203
Freitag
10.00 - 12.00 Uhr
EW 203

Vorlesungsmitschrift

Vorlesung Datum Mitschrift
Einführung - Inhalte Vorlesung 19.10.2017 farbig , schwarzweiss
Energie des elektromagnetischen Feldes 20.10.2017 farbig , schwarzweiss
Wiensche Strahlungsgesetz 26.10.2017 farbig , schwarzweiss
Rayleigh-Jeans und Plancksche Strahlungsgesetz 27.10.2017 farbig , schwarzweiss
Seminar/Übersicht 02.11.2017 farbig , schwarzweiss
Quantisierung des Maxwell-Feldes 03.11.2017 farbig , schwarzweiss
Lichtelektrischer Effekt 09.11.2017 farbig , schwarzweiss
Photoncounting 10.11.2017 farbig , schwarzweiss
Photoncounting II. Wiener-Khinchin-Theorem. 16.11.2017 farbig , schwarzweiss
Hertzscher Dipol. Abstrahlcharakteristik. 17.11.2017 farbig , schwarzweiss
Cavity-Spektrum. g(1). Quantenregression. 23.11.2017 farbig , schwarzweiss
Quantenstochastische Schrödingergleichung. QSSE. 24.11.2017 farbig , schwarzweiss
QSSE. Brownsche Bewegung. 30.11.2017 farbig , schwarzweiss
QSSE. Ito-Calculus. Quanten-Monte-Carlo Algorithmus. 01.12.2017 farbig , schwarzweiss
Quantisierte Elektron-Licht-Wechselwirkung. 07.12.2017 farbig , schwarzweiss
Mollow-Triplett. Dichtematrixgleichungen. 08.12.2017 farbig , schwarzweiss
Mollow-Triplett II. Spektrum. 14.12.2017 farbig , schwarzweiss
Mollow-Triplett III. Antibunching. 15.12.2017 farbig , schwarzweiss
Zusammenfassung 11.01.2018 farbig , schwarzweiss
Zeitgeordnete Photonenpaare. Heralding. 12.01.2018 farbig , schwarzweiss
Ununterscheidbare Photonen. Hong-Ou-Mandel Effekt. 18.01.2018 farbig , schwarzweiss
Ununterscheidbare Photonen II. Beispiel. 19.01.2018 farbig , schwarzweiss
Verschränkte Photonen. Biexziton-Kaskade. 25.01.2018 farbig , schwarzweiss

Literatur

  • Scully/Zubairy: "Quantum Optics" - Gutes Einstiegbuch für quantenoptische Methoden, weitestgehend im Schrödingerbild. Exzellente Herleitung des Mollow-Tripletts.

  • Gardiner/Zoller: "Quantum Noise" - Für Fortgeschrittene eine ideale Ergänzung, insbesondere zu Detailfragen in "Open Quantum Systems" und hinsichtlich Noise, Stochastische Schrödinger Gleichung und Ito-Calculus.

  • Louisell: "Quantum Statistical Properties of Radiation" - Ein perfektes Buch, um in die mathematische und physikalische Problematik der Quantenoptik eingeführt zu werden. Sehr empfehlenswert, sowohl für Fortgeschrittene wie Einsteiger.

  • Aharonov, Rohrlich: "Quantum Paradoxes". Sehr schöne und physikalisch argumentierende Einführung in die paradoxe Quantenwelt. Zum Teil vergnüglich zu lesen.

  • Greiner: "Quantum Mechanics - Special Chapters". Hervorragendes Buch mit vielen Beispielen und einsichtigen Rechnungen. Details werden nicht übersprungen.

  • Milonni: "The Quantum Vacuum". Mit unfassbarer Liebe zum Detail verfasstes Buch zu den Grundlagen der Quantenelektrodynamik, insbesondere zum Casimir-Effekt und der Van-der-Waals Wechselwirkung.

Zusatzinformationen / Extras

Quick Access:

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