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Q: Quantenoptik

Q 25: Nichtlineare Optik IV

Q 25.6: Talk

Wednesday, March 5, 1997, 15:15–15:30, N 1

Quantenmechanische Beschreibung der Nichtlinearen Optik — •A. Bandilla¹, G. Drobny¹ und I. Jex² — ¹Arbeitsgruppe Nichtklassische Strahlung der MPG, Humboldt-Universität, Berlin — ²Department of Physics, FJFI CVUT, 11519 Praha 1, Czech Republic

Eines der wichtigsten Probleme der Nichtlinearen Optik (NLO) ist die Wechselwirkung von starken monochromatischen Lichtwellen in nichtlinearen Medien, z. B. , die Erzeugung der zweiten und dritten Harmonischen (sowie deren Umkehrung) oder die Summen- und Differenz-Frequenz-Erzeugung. Diese Prozesse sind extrem phasenabhängig, ihr klassischer Teil ist sehr gut verstanden, und sie spielen auch in der Quantenoptik eine entscheidende Rolle. Quantenmechanisch lassen sie sich nur unter speziellen Bedingungen analytisch beschreiben. Die exakte numerische Behandlung der Quantenprozesse ist andererseits auf relativ kleine mittlere Photonenzahlen beschränkt.

Einen Ausweg aus dieser Situation bietet die genäherte Berechnung der Wignerfunktion vermittels der klassischen Trajektorien.

Durch Vergleich zeigen wir, wann dieses Vorgehen eine sehr gute Näherung liefert und wann es (durch entstehende Negativitäten) versagt. Damit lassen sich Quanteneffekte bei großen Photonenzahlen und Sättigung berechnen und Skalierungsgesetze ableiten. Als Beispiele werden die Enstehung von cat states in χ⁽²⁾-Medien und ein extrem nichtlinearer Verstärker mittels χ⁽³⁾- Nichtlinearität betrachtet.