[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki17\/2021\/01\/27\/elektromagnetisch-induzierte-transparenz-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki17\/2021\/01\/27\/elektromagnetisch-induzierte-transparenz-wikipedia\/","headline":"Elektromagnetisch induzierte Transparenz – Wikipedia","name":"Elektromagnetisch induzierte Transparenz – Wikipedia","description":"before-content-x4 Die Wirkung von EIT auf eine typische Absorptionslinie. Eine schwache Sonde erf\u00e4hrt normalerweise eine blau dargestellte Absorption. 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Eine schwache Sonde erf\u00e4hrt normalerweise eine blau dargestellte Absorption.  Ein zweiter Kopplungsstrahl induziert EIT und erzeugt ein “Fenster” im Absorptionsbereich (rot).  Dieses Diagramm ist eine Computersimulation der EIT in einem InAs \/ GaAs-QuantenpunktElektromagnetisch induzierte Transparenz ((EIT) ist eine koh\u00e4rente optische Nichtlinearit\u00e4t, die ein Medium innerhalb eines engen Spektralbereichs um eine Absorptionslinie transparent macht.  Innerhalb dieses Transparenzfensters wird auch eine extreme Streuung erzeugt, die zu “langsamem Licht” f\u00fchrt, das nachstehend beschrieben wird.  Es ist im Wesentlichen ein Quanteninterferenzeffekt, der die Ausbreitung von Licht durch ein ansonsten undurchsichtiges atomares Medium erm\u00f6glicht.[1]  Die Beobachtung der EIT umfasst zwei optische Felder (hochkoh\u00e4rente Lichtquellen wie Laser), die so abgestimmt sind, dass sie mit drei Quantenzust\u00e4nden eines Materials interagieren.  Das “Sonden” -Feld ist nahe der Resonanz zwischen zwei der Zust\u00e4nde abgestimmt und misst das Absorptionsspektrum des \u00dcbergangs.  Ein viel st\u00e4rkeres “Kopplungs” -Feld wird in der N\u00e4he der Resonanz an einem anderen \u00dcbergang abgestimmt.  Wenn die Zust\u00e4nde richtig ausgew\u00e4hlt sind, erzeugt das Vorhandensein des Kopplungsfeldes ein spektrales “Fenster” der Transparenz, das von der Sonde erfasst wird.  Der Kopplungslaser wird manchmal als “Steuerung” oder “Pumpe” bezeichnet, wobei letztere in Analogie zu inkoh\u00e4renten optischen Nichtlinearit\u00e4ten wie spektralem Lochbrennen oder S\u00e4ttigung steht.EIT basiert auf der destruktiven Interferenz der \u00dcbergangswahrscheinlichkeitsamplitude zwischen Atomzust\u00e4nden.  Eng verwandt mit der EIT sind Ph\u00e4nomene des koh\u00e4renten Populationsfallen (CPT).  Die Quanteninterferenz in der EIT kann genutzt werden, um Atomteilchen bis in den quantenmechanischen Grundbewegungszustand zu laserk\u00fchlen.[2]    Dies wurde 2015 verwendet, um einzelne Atome, die in einem optischen Gitter gefangen sind, direkt abzubilden.[3]Table of ContentsMittlere Anforderungen[edit]Langsames Licht und gestopptes Licht[edit]EIT-K\u00fchlung[edit]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Hauptarbeit[edit]Rezension[edit]Mittlere Anforderungen[edit]  EIT-Level-Schemata k\u00f6nnen in drei Kategorien unterteilt werden.  V, Leiter und Lambda.Die Konfiguration der drei Zust\u00e4nde unterliegt besonderen Einschr\u00e4nkungen.  Zwei der drei m\u00f6glichen \u00dcberg\u00e4nge zwischen den Zust\u00e4nden m\u00fcssen “Dipol erlaubt” sein, dh die \u00dcberg\u00e4nge k\u00f6nnen durch ein oszillierendes elektrisches Feld induziert werden.  Der dritte \u00dcbergang muss “Dipol verboten” sein.  Einer der drei Zust\u00e4nde ist durch die beiden optischen Felder mit den beiden anderen verbunden.  Die drei Arten von EIT-Schemata unterscheiden sich durch die Energieunterschiede zwischen diesem Zustand und den beiden anderen.  Die Schemata sind Leiter, V und Lambda.  Jedes reale Materialsystem kann viele Tripletts von Zust\u00e4nden enthalten, die theoretisch die EIT unterst\u00fctzen k\u00f6nnten, aber es gibt mehrere praktische Einschr\u00e4nkungen, welche Ebenen tats\u00e4chlich verwendet werden k\u00f6nnen.  Wichtig sind auch die Dephasierungsraten der einzelnen Staaten.  In jedem realen System bei einer Temperatur ungleich Null gibt es Prozesse, die ein Verw\u00fcrfeln der Phase der Quantenzust\u00e4nde verursachen.  In der Gasphase bedeutet dies \u00fcblicherweise Kollisionen.  In Festk\u00f6rpern beruht die Dephasierung auf der Wechselwirkung der elektronischen Zust\u00e4nde mit dem Wirtsgitter.  Die Dephasierung des Staates |3\u27e9{ displaystyle | 3  rangle}  ist besonders wichtig;  im Idealfall |3\u27e9{ displaystyle | 3  rangle}  sollte ein robuster, metastabiler Zustand sein.Zur Zeit[when?]  Die EIT-Forschung verwendet Atomsysteme in verd\u00fcnnten Gasen, festen L\u00f6sungen oder exotischeren Zust\u00e4nden wie Bose-Einstein-Kondensat.  EIT wurde elektromechanisch demonstriert[4]  und optomechanisch[5]  Systeme, wo es als optomechanisch induzierte Transparenz bekannt ist.  Es wird auch an Halbleiter-Nanostrukturen wie Quantent\u00f6pfen gearbeitet.[6]Quantendr\u00e4hte und Quantenpunkte.[7][8]Das EIT wurde erstmals theoretisch von Professor Jakob Khanin und der Doktorandin Olga Kocharovskaya an der Gorki-Staatsuniversit\u00e4t (1990 in Nischni Nowgorod umbenannt) in Russland vorgeschlagen.[9]    Es gibt jetzt verschiedene Ans\u00e4tze f\u00fcr eine theoretische Behandlung von EIT.  Ein Ansatz besteht darin, die Dichtematrixbehandlung zu erweitern, die verwendet wird, um die Rabi-Oszillation eines Zwei-Zustands-Einzelfeldsystems abzuleiten.  In diesem Bild kann die Wahrscheinlichkeitsamplitude f\u00fcr die \u00dcbertragung des Systems zwischen Zust\u00e4nden destruktiv interferieren und die Absorption verhindern.  In diesem Zusammenhang bezieht sich “Interferenz” auf Interferenz zwischen Quantenereignisse (\u00dcberg\u00e4nge) und keine optischen St\u00f6rungen jeglicher Art.  Betrachten Sie als spezifisches Beispiel das oben gezeigte Lambda-Schema.  Die Absorption der Sonde wird durch \u00dcbergang von definiert |1\u27e9{ displaystyle | 1  rangle}  zu |2\u27e9{ displaystyle | 2  rangle}.  Die Felder k\u00f6nnen die Bev\u00f6lkerung von treiben |1\u27e9{ displaystyle | 1  rangle}– –|2\u27e9{ displaystyle | 2  rangle}  direkt oder von |1\u27e9{ displaystyle | 1  rangle}– –|2\u27e9{ displaystyle | 2  rangle}– –|3\u27e9{ displaystyle | 3  rangle}– –|2\u27e9{ displaystyle | 2  rangle}.  Die Wahrscheinlichkeitsamplituden f\u00fcr die verschiedenen Pfade st\u00f6ren destruktiv.  Wenn |3\u27e9{ displaystyle | 3  rangle}  hat eine vergleichsweise lange Lebensdauer, dann wird das Ergebnis ein transparentes Fenster vollst\u00e4ndig innerhalb der |1\u27e9{ displaystyle | 1  rangle}– –|2\u27e9{ displaystyle | 2  rangle}  Absorptionslinie.Ein anderer Ansatz ist das Bild “gekleideter Zustand”, bei dem das System + Kopplungsfeld Hamiltonian diagonalisiert ist und die Wirkung auf die Sonde auf der neuen Basis berechnet wird.  In diesem Bild \u00e4hnelt EIT einer Kombination aus Autler-Townes-Spaltung und Fano-Interferenz zwischen den gekleideten Staaten.  Zwischen den Dublettpeaks in der Mitte des Transparenzfensters heben sich die Quantenwahrscheinlichkeitsamplituden f\u00fcr die Sonde auf, um einen \u00dcbergang in einen der beiden Zustandszust\u00e4nde zu bewirken.Ein Polaritonenbild ist besonders wichtig f\u00fcr die Beschreibung von Stopplichtschemata.  Hier werden die Photonen der Sonde koh\u00e4rent in “Polaritonen im dunklen Zustand” “transformiert”, die Anregungen des Mediums sind.  Diese Anregungen existieren (oder k\u00f6nnen “gespeichert” werden) f\u00fcr eine Zeitdauer, die nur von den Dephasierungsraten abh\u00e4ngt.Langsames Licht und gestopptes Licht[edit]  Schnelle \u00c4nderung des Brechungsindex (blau) in einem Bereich mit sich schnell \u00e4ndernder Absorption (grau) im Zusammenhang mit EIT.  Die steilen und positiv Der lineare Bereich des Brechungsindex in der Mitte des Transparenzfensters f\u00fchrt zu langsamem LichtEs ist wichtig zu wissen, dass EIT nur einer von vielen verschiedenen Mechanismen ist, die langsames Licht erzeugen k\u00f6nnen.  Die Kramers-Kronig-Beziehungen schreiben vor, dass eine \u00c4nderung der Absorption (oder Verst\u00e4rkung) \u00fcber einen engen Spektralbereich mit einer \u00c4nderung des Brechungsindex \u00fcber einen \u00e4hnlich engen Bereich einhergehen muss.  So schnell und positiv Eine \u00c4nderung des Brechungsindex f\u00fchrt zu einer extrem niedrigen Gruppengeschwindigkeit.[10]    Die erste experimentelle Beobachtung der vom EIT erzeugten niedrigen Gruppengeschwindigkeit wurde 1991 von Boller, \u0130mamo\u011flu und Harris an der Stanford University in Strontium durchgef\u00fchrt.  1999 berichtete Lene Hau \u00fcber eine Verlangsamung des Lichts in einem Medium aus ultrakalten Natriumatomen.[11]    Dies wird durch die Verwendung von Quanteninterferenzeffekten erreicht, die f\u00fcr die elektromagnetisch induzierte Transparenz (EIT) verantwortlich sind.[12]    Ihre Gruppe f\u00fchrte mit Stephen E. Harris umfangreiche Untersuchungen zum EIT durch.  “Mit detaillierten numerischen Simulationen und analytischer Theorie untersuchen wir die Eigenschaften von Mikrohohlr\u00e4umen, die Materialien enthalten, die elektromagnetisch induzierte Transparenz (EIT) oder ultraschwaches Licht (USL) aufweisen. Wir stellen fest, dass solche Systeme zwar eine Miniaturgr\u00f6\u00dfe haben ( Wellenl\u00e4nge) und integrierbar k\u00f6nnen einige herausragende Eigenschaften aufweisen. Insbesondere k\u00f6nnten sie eine um Gr\u00f6\u00dfenordnungen l\u00e4ngere Lebensdauer als andere bestehende Systeme aufweisen und eine nichtlineare volloptische Schaltung bei Einzelphotonenleistungspegeln aufweisen. M\u00f6gliche Anwendungen umfassen Miniaturatome Uhren und rein optische Quanteninformationsverarbeitung. “[13]    Der aktuelle Rekord f\u00fcr langsames Licht in einem EIT-Medium wird 1999 von Budker, Kimball, Rochester und Yashchuk an der UC Berkeley gehalten. Gruppengeschwindigkeiten von nur 8 m \/ s wurden in einem warmen thermischen Rubidiumdampf gemessen.[14]Gestoppt Licht bezieht sich im Kontext eines EIT-Mediums auf das koh\u00e4rent \u00dcbertragung von Photonen zum Quantensystem und wieder zur\u00fcck.  Dies beinhaltet im Prinzip ein Umschalten aus der Kopplungsstrahl adiabatisch, w\u00e4hrend sich der Sondenpuls noch im EIT-Medium befindet.  Es gibt experimentelle Hinweise auf eingeschlossene Impulse im EIT-Medium.  Im [15]  Die Autoren erzeugten einen station\u00e4ren Lichtimpuls innerhalb der atomaren koh\u00e4renten Medien.  2009 demonstrierten Forscher der Harvard University und des MIT einen optischen Schalter mit wenigen Photonen f\u00fcr die Quantenoptik, der auf den Ideen f\u00fcr langsames Licht basiert.[16]Lene Hau und ein Team der Harvard University demonstrierten als erste Bremslichter.[17]EIT-K\u00fchlung[edit]  Dreistufige Lambda-Struktur, die f\u00fcr die EIT-K\u00fchlung verwendet wird, mit den Rabi-Frequenzen \u03a9G,\u03a9m{ displaystyle  displaystyle  Omega _ {g},  Omega _ {m}}und Verstimmungen \u0394G,\u0394m{ displaystyle  Delta _ {g},  Delta _ {m}}  des K\u00fchl- bzw. Kopplungslasers.EIT wurde verwendet, um lange Atomketten in einer Ionenfalle auf ihren Bewegungsgrundzustand zu k\u00fchlen.[18]  Betrachten Sie zur Veranschaulichung der K\u00fchltechnik ein dreistufiges Atom mit einem Grundzustand |G\u27e9{ displaystyle | g  rangle}ein aufgeregter Zustand |e\u27e9{ displaystyle | e  rangle}und einen stabilen oder metastabilen Zustand |m\u27e9{ displaystyle | m  rangle}  das liegt dazwischen.  Der aufgeregte Zustand |e\u27e9{ displaystyle | e  rangle}  ist Dipol gekoppelt an |m\u27e9{ displaystyle | m  rangle}  und |G\u27e9{ displaystyle | g  rangle}.  Ein intensiver “Kopplungs” -Laser treibt den |m\u27e9\u2192|e\u27e9{ displaystyle | m  rangle  rightarrow | e  rangle}  \u00dcbergang bei Verstimmung \u0394m{ displaystyle  Delta _ {m}}  \u00fcber Resonanz.  Aufgrund der Quanteninterferenz der \u00dcbergangsamplituden treibt ein schw\u00e4cherer “k\u00fchlender” Laser den |G\u27e9\u2192|e\u27e9{ displaystyle | g  rangle  rightarrow | e  rangle}  \u00dcbergang bei Verstimmung \u0394G{ displaystyle  Delta _ {g}}  \u00fcber der Resonanz sieht man ein Fano-\u00e4hnliches Merkmal im Absorptionsprofil.  EIT-K\u00fchlung wird realisiert, wenn \u0394G=\u0394m{ displaystyle  Delta _ {g} =  Delta _ {m}}, so dass der Tr\u00e4ger\u00fcbergang |G,n\u27e9\u2192|e,n\u27e9{ displaystyle | g, n  rangle  rightarrow | e, n  rangle}  liegt auf der dunklen Resonanz des Fano-\u00e4hnlichen Merkmals, wo n{ displaystyle n}  wird verwendet, um den quantisierten Bewegungszustand des Atoms zu markieren.  Die Rabi-Frequenz \u03a9m{ displaystyle  Omega _ {m}}  des Kopplungslasers wird so gew\u00e4hlt, dass die |G,n\u27e9\u2192|e,n– –1\u27e9{ displaystyle | g, n  rangle  rightarrow | e, n-1  rangle}  Das “rote” Seitenband liegt auf dem schmalen Maximum des Fano-\u00e4hnlichen Merkmals.  Umgekehrt die |G,n\u27e9\u2192|e,n+1\u27e9{ displaystyle | g, n  rangle  rightarrow | e, n + 1  rangle}  Das “blaue” Seitenband liegt in einem Bereich mit geringer Anregungswahrscheinlichkeit, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.  Aufgrund des gro\u00dfen Verh\u00e4ltnisses der Anregungswahrscheinlichkeiten wird die Abk\u00fchlungsgrenze im Vergleich zur Doppler- oder Seitenbandk\u00fchlung (bei gleicher Abk\u00fchlrate) gesenkt.[19]  Absorptionsprofil vom K\u00fchllaser als Funktion der Verstimmung gesehen \u0394G{ displaystyle  Delta _ {g}}.  Die Rabi-Frequenz \u03a9m{ displaystyle  Omega _ {m}}wird so gew\u00e4hlt, dass das rote Seitenband (rote gestrichelte Linie) auf dem schmalen Peak des Fano-\u00e4hnlichen Merkmals liegt und das blaue Seitenband (blaue gestrichelte Linie) in einem Bereich mit geringer Wahrscheinlichkeit liegt.  Der Tr\u00e4ger (schwarze gestrichelte Linie) liegt auf der dunklen Resonanz, wo die Verstimmungen gleich sind, dh \u0394G=\u0394m{ displaystyle  Delta _ {g} =  Delta _ {m}}, so dass die Absorption Null ist.Siehe auch[edit]Verweise[edit]^ Liu, Chien;  Dutton, Zachary;  Behroozi, Cyrus H.;  Hau, Lene Vestergaard (2001). “Beobachtung der koh\u00e4renten optischen Informationsspeicherung in einem atomaren Medium unter Verwendung angehaltener Lichtimpulse”. Natur. 409 (6819): 490\u2013493.  Bibcode:2001Natur.409..490L.  doi:10.1038 \/ 35054017.  PMID 11206540.  S2CID 1894748.^ Morigi, Giovanna (2000).  “Grundzustands-Laserk\u00fchlung mit elektromagnetisch induzierter Transparenz”. Briefe zur k\u00f6rperlichen \u00dcberpr\u00fcfung. 85 (21): 4458\u20134461.  arXiv:quant-ph \/ 0005009.  Bibcode:2000PhRvL..85.4458M.  doi:10.1103 \/ PhysRevLett.85.4458.  PMID 11082570.  S2CID 12580278.^ Haller, Elmar;  Hudson, James;  Kelly, Andrew;  Cotta, Dylan A.;  Peaudecerf, Bruno;  Bruce, Graham D.;  Kuhr, Stefan (2015).  “Einzelatom-Bildgebung von Fermionen in einem Quantengasmikroskop”. Naturphysik. 11 (9): 738\u2013742.  arXiv:1503.02005.  Bibcode:2015NatPh..11..738H.  doi:10.1038 \/ nphys3403.  S2CID 51991496.^ Teufel, JD;  Li, Dale;  Allman, MS;  Cicak, K.;  Sirois, AJ;  Whittaker, JD;  Simmonds, RW (2011).  “Elektromechanik des Schaltungshohlraums im Starkkopplungsbereich”. Natur. 471 (7337): 204\u2013208.  arXiv:1011.3067.  Bibcode:2011Natur.471..204T.  doi:10.1038 \/ nature09898.  PMID 21390127.  S2CID 4418446.^ Safavi-Naeini, AH;  Alegre, TP Mayer;  Chan, J.;  Eichenfield, M.;  Winger, M.;  Lin, Q.;  Hill, JT;  Chang, DE;  Maler, O. 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S2CID 8098743.^ Brunner, Daniel;  Gerardot, Brian D.;  Dalgarno, Paul A.;  W\u00fcst, Gunter;  Karrai, Khaled;  Stoltz, Nick G.;  Petroff, Pierre M.;  Warburton, Richard J. (2009).  “Ein koh\u00e4renter Einloch-Spin in einem Halbleiter”. Wissenschaft. 325 (5936): 70\u201372.  doi:10.1126 \/ science.1173684.  ISSN 0036-8075.  PMID 19574387.  S2CID 31505564.^ “Die Physiker der Texas A & M University haben einen Weg gefunden, um das Licht zu stoppen | SpaceRef – Ihre Weltraumreferenz”.  SpaceRef.  2001-01-31.  Abgerufen 28.01.2013.^ Rostovtsev, Yuri;  Kocharovskaya, Olga;  Welch, George R.;  Scully, Marlan O. (2002).  “Langsames, ultraschwaches, gespeichertes und gefrorenes Licht”. Optik und Photonik Nachrichten. 13 (6): 44. doi:10.1364 \/ OPN.13.6.000044.^ “Lene Hau”.  Physicscentral.com.  Abgerufen 28.01.2013.^ “Archivierte Kopie” (PDF).  Archiviert von das Original (PDF) am 11.06.2010.  Abgerufen 28.01.2013.CS1-Wartung: Archivierte Kopie als Titel (Link)^ Soljacic, Marin;  Lidorikis, Elefterios;  Joannopoulos, John D.;  Hau, Lene V. (2004).  “Elektromagnetisch induzierte Transparenz in Mikrokavit\u00e4ten”.  In Taylor, Edward W. (Hrsg.). Photonik f\u00fcr Weltraumumgebungen IX.  Verfahren von SPIE. 5554.  p.  174. doi:10.1117 \/ 12.562304.  S2CID 137523967.^ Budker, D.;  Kimball, DF;  Rochester, SM;  Yashchuk, VV (1999).  “Nichtlineare Magnetooptik und reduzierte Gruppengeschwindigkeit von Licht in Atomd\u00e4mpfen mit langsamer Grundzustandsrelaxation”. Briefe zur k\u00f6rperlichen \u00dcberpr\u00fcfung. 83 (9): 1767\u20131770.  Bibcode:1999PhRvL..83.1767B.  doi:10.1103 \/ PhysRevLett.83.1767.^ Bajcsy, M.;  Zibrov, AS;  Lukin, MD (2003).  “Station\u00e4re Lichtimpulse in einem atomaren Medium”. Natur. 426 (6967): 638\u2013641.  arXiv:quant-ph \/ 0311092.  Bibcode:2003Natur.426..638B.  doi:10.1038 \/ nature02176.  PMID 14668857.  S2CID 4320280.^ Bajcsy, M.;  Hofferberth, S.;  Balic, V.;  Peyronel, T.;  Hafezi, M.;  Zibrov, AS;  Vuletic, V.;  Lukin, MD (2009).  “Effizientes alloptisches Schalten mit langsamem Licht in einer Hohlfaser”. Briefe zur k\u00f6rperlichen \u00dcberpr\u00fcfung. 102 (20): 203902. arXiv:0901.0336.  Bibcode:2009PhRvL.102t3902B.  doi:10.1103 \/ PhysRevLett.102.203902.  PMID 19519028.  S2CID 5504022.^ Ginsberg, Naomi S.;  Garner, Sean R.;  Hau, Lene Vestergaard (2007). “Koh\u00e4rente Steuerung optischer Informationen mit Materiewellendynamik”. Natur. 445 (7128): 623\u2013626.  doi:10.1038 \/ nature05493.  PMID 17287804.  S2CID 4324343.^ Lechner, Regina;  Maier, Christine;  Hempell, Cornelius;  Jurcevic, Petar;  Lanyon, Ben;  Monz, Thomas;  Brownnutt, Michael;  Blatt, Rainer;  Roos, Christian (2016). “Elektromagnetisch induzierte Transparenz-Grundzustandsk\u00fchlung langer Ionenstr\u00e4nge”. 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Elektromagnetisch induzierte Transparenz. Physik heute50 (7), S. 36\u201342 (PDF-Format)Zachary Dutton, Naomi S. Ginsberg, Christopher Slowe und Lene Vestergaard Hau (2004) Die Kunst, Licht zu z\u00e4hmen: ultraschwaches und gestopptes Licht. Europhysics News Vol.  35 Nr. 2M. Fleischhauer, A. \u0130mamo\u011flu und JP Marangos (2005), “Elektromagnetisch induzierte Transparenz: Optik in koh\u00e4renten Medien“, Rezensionen Moderne Physik, 77633     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki17\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki17\/2021\/01\/27\/elektromagnetisch-induzierte-transparenz-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"Elektromagnetisch induzierte Transparenz – Wikipedia"}}]}]