Kvanteoptik

• Forstå kvantiseringen af det elektromagnetiske felt og benytte denne viden til at beskrive vakuum feltet samt Forstå kohærensegenskaberne af optiske kvantetilstande.
• Forklare forskelle mellem blandede og rene kvantemekaniske optiske tilstande og beregne målbare størrelser ved brug disse tilstande.
• Diskutere forskellige matematiske kvanterepræsentationer af optiske kvantetilstande; Fock repræsentationen, positionsrepræsentationen og Wigner funktionsrepræsentationen.
• Beskrive forskellige måleteknikker i kvanteoptikken såsom den homodyne detektor og fotontælleren.
• Forklare den fundamentale atom-lys vekselvirkning ved brug af semiklassisk metode såvel som den fulde kvantemekaniske metode (Jaynes-Cummings modellen).
• Forstå åbne dissipative kvantemekaniske systemer og i særdeleshed kvanteelektrodynamik for kaviteter.
• Diskutere hvordan et kvantesystem kan beskyttes fra dekohærens og disentanglement.
• Diskutere forskellige optiske elementer som transformerer kvantetilstande såsom stråledeleren, den parametriske forstærker og fasepladen.
• Diskutere og udføre udregninger på moderne anvendelser af kvanteoptikken såsom, kvantemetrologi, kvanteinformatik og kvante opto-mekanik.
• Forstå avancerede eksperimenter i kvanteoptik.

Kurset indfører den studerende i såvel den semiklassiske som den fuldt kvantiserede beskrivelse af vekselvirkning mellem stråling og nano-strukturer. Disse metoder benyttes til at beskrive lysfeltet i forskellige kvanteoptiske tilstande samt absorption, emission og fotodetektion. I sidste del af kurset arbejdes med kvanteoptisk beskrivelse af interferens og kohærens, støjfænomener i detektorer og lasere samt generering og måling af unikke kvanteoptiske fænomener som f.eks. squeezed light og entanglement. Endelig beskrives den kvantemekaniske kobling mellem lys og nano-strukturer i optiske mikrokaviteter samt anvendelser af kvanteoptikken i metrologi og informatik. Den studerende indføres hermed i de nyeste kvanteoptiske problemer i forskningen. Ud over forelæsningerne vil den studerende lære at anvende nogle af de tillærte begreber ved kvanteoptiske eksperimenter

34020/10102, Fotonik og kvantemekanik

Forelæsninger og grupperegning.