Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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SYQI: Symposium Quanteninformationsverarbeitung

SYQI 5: Quanteninformationsverarbeitung V

SYQI 5.1: Fachvortrag

Donnerstag, 18. März 1999, 14:00–14:30, PH1

Quanten-Solitonen in Glasfasern – Eine neue Generation von Experimenten — •Andreas Sizmann, Stefan Schmitt, Friedrich König, Stefan Spälter und Gerd Leuchs — Lehrstuhl für Optik, Physikalisches Institut, Univ. Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7/B2, 91058 Erlangen

Die Untersuchung quantenoptischer Eigenschaften von Solitonen in Glasfasern verbindet aktuelle Grundlagenforschung mit einer Technologie, die große wirtschaftliche Bedeutung erlangen wird. Ultrakurze Lichtpulse in Glasfasern bilden Solitonen, wenn Dispersion und Selbst-Phasenmodulation zusammenwirken, um die Pulse zu stabilisieren. Die konstant hohe Spitzenleistung eines Solitons und der kleine Modenfelddurchmesser von Einmodenfasern erlauben es, eine starke nichtlineare Dynamik zu beobachten. Damit werden in der hochtransparenten Glasfaser quantenoptische Zustände erzeugt, die Messungen jenseits der Schrotrauschgrenze ermöglichen. Eine neue Generation von Experimenten zeigt vielversprechende Wege zur Erzeugung von Quanten-Solitonen mit Photonenzahl-Unschärfen weit unterhalb der Poisson-Grenze auf [1-3]. Ein Vorteil der neuen Experimente ist die weitgehende Immunität gegen thermisches Faserrauschen. Ferner wurden erstmals Korrelationen innerhalb des optischen Soliton-Spektrums sichtbar [3], die neuartige Quantenmessungen erlauben. Damit sind faseroptische Solitonen ein experimentell leicht zugängliches System zur Untersuchung der komplexen Quantenstruktur von kohärenten Solitonen der nichtlinearen Schrödiger-Gleichung geworden.

[1] A. Sizmann und G. Leuchs, "The optical Kerr effect and quantum optics in fibers", Progress in Optics, im Druck

[2] S. Schmitt, J. Ficker, M. Wolff, F. König, A. Sizmann and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 81, 2446 (1998)

[3] S. Spälter, N. Korolkova, F. König, A. Sizmann and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 81, 786 (1998)