Effiziente Kopplung von Licht und Materie im freien Raum

一个带有一个Zwei-Niveau-Atom的光子的Wechselecting kung gehrt zen einzelnen photons gets zu den fundamentalen Prozessen der Physik.对动力学的研究是一种对原子和光子的简单的理解。这是在自由的空间-在Güte - bisher的共振更高的Güte - bisher不现实和soll reicht韦尔登。因此，原子的能量是韦尔登的能量，光子能量是由原子发射的，并且具有足够的能量。当原子被释放时，它会从一个带有电磁场的小房间里释放出来。一个solcher Aufbau将是一个有效的光-材料-Kopplung ermöglichen，ohne das Spektrum der wechselfenkenden Lichtenstein moden zu beeinflussen，wie es etwa in Resonatoren der Fall ist。由于在自由空间中自发发射是可逆的，因此，在自由空间中自发发射的辐射是由辐射的物理性质决定的。在这个项目中，实际的辐射模式是由原子、离子、半量子点和分子组成的。在量子信息学和生物物理学中发现了潜在的技术。der Schizzmikroskopie）。

Die Wechselwirkung eines einzelnen Photons mit einem einzelnen Zwei-Niveau-Atom gehört zu den fundamentalen Prozessen der Physik. Zur Untersuchung der Dynamik dieser Wechselwirkung ist eine verlässliche Kopplung von Atom und Photon erstrebenswert. Diese ist im freien Raum - im Gegensatz zu Resonatoren hoher Güte - bisher nicht realisiert und soll hier erreicht werden. Dazu soll das Atom derart angeregt werden, dass das anregende Ein-Photonen-Wellenpaket einer vom Atom emittierten und sukzessiv zeitumgekehrten Dipolwelle entspricht. Um dies zu gewährleisten, wird das Atom aus dem nahezu vollen Raumwinkel mit der entsprechenden elektromagnetischen Feldverteilung angeregt. Ein solcher Aufbau wird eine effiziente Licht-Materie-Kopplung ermöglichen, ohne das Spektrum der wechselwirkenden Lichtfeldmoden zu beeinflussen, wie es etwa in Resonatoren der Fall ist. Gleichbedeutend mit der Frage nach der erfolgreichen Realisierung des hier vorgestellten Kopplungsschemas ist die Beantwortung der Frage, ob die spontane Emission im freien Raum wirklich reversibel ist.Das in diesem Projekt zu realisierende Kopplungsschema ist auf Atome, Ionen, Halbleiter-Quantenpunkte und Moleküle anwendbar. Potentielle technologische Anwendungen finden sich in der Quanteninformationsverarbeitung und der Biophysik (z.B. der Fluoreszenzmikroskopie).