Cavity-field induced transparency with Rydberg atoms

01.02.2018 bis 30.01.2021

Wir schlagen experimentelle und theoretische Studien zu einem neuen Modell der kohärenten und dissipativen Wechselwirkung zwischen quantisierten Lichtfeldern und atomaren Medien, die Cavity-Feld induzierte Transparenz (cavity-field induced transparency, CIT), vor. Dieses Phänomen ist mit der elektromagnetisch induzierten Transparenz (EIT) verwandt, unterscheiden sich von dieser jedoch dadurch, dass das klassische Kontrollfeld der gewöhnlichen EIT durch quantisierte Felder ersetzt wird. Im Falle von CIT wird das Kontrollfeld über eine Resonatormode definiert. Die starke Kopplung zwischen den quantisierten Feldern und Atomen wird im Experiment durch die Verwendung von Mikrowellenübergängen zwischen den Rydbergzuständen erreicht. Die Quantisierung der Kontrollfelder hat zur Folge, dass die Transparenz des atomaren Mediums von der Anzahl der Photonen im einfallenden Test-Laserfeld abhängt. Diese Selektivität auf die Anzahl von Photonen erlaubt die Realisierung von photonischen Filtern und Transistoren, die kohärente Konversion und den dissipativen Zustandstransfer zwischen Mikrowellen- und optischen Photonen. Außerdem sind an dem System Studien zu gebundenen Atom-Photon-Zuständen und deren Wechselwirkungen möglich.