Download (8Mb) - tuprints

Kapitel 5. Lichtspeicherung II – Experimentelle Erhöhung der Speicherkapazität
Absorptionskoeff. [cm -1 ]
15
10
5
0
1' 2'
12
3+4
3'+4'
5 5'
spectral pit
Einfachpräp.
Doppelpräp.
-10 0 10 20 30
Nachweisverstimmung N
[MHz]
Ensembles
1 2 1'
2'
2 3 4 5 1 2' 3' 4' 5' 1'
Abbildung 5.5: Links: Absorptionsspektren nach Präparation eines einzelnen (—) sowie eines
doppelten (- - -) Λ-Systems für δν ε = 2 MHz. Die Absorptionslinien lassen sich den optischen
Übergängen in vier Ensembles ε 1 , ε 2 , ε 1 ′ und ε 2 ′ zuordnen (rechts).
Λ-Systeme finden sich in den Ensembles ε 2 und ε 2 ′ und können durch zueinander
verstimmte Nachweisfelder (Übergänge 5 und 5’) und Kontrollfelder (Übergänge
1 und 1’) simultan in EIT-Konfiguration getrieben werden. Die Nachweispulse
können somit unabhängig voneinander in Form zweier spektral getrennter Grundzustandskohärenzen
ρ 13 (ε 2 ) und ρ 13 (ε 2 ′) gespeichert werden.
5.2.2 Experimenteller Nachweis des Frequenzmultiplexings
Der experimentelle Nachweis der mehrfachen Lichtspeicherung mittels Frequenzmultiplexing
erfolgt durch die in Abbildung 5.6 dargestellte Pulssequenz. Diese
wird nach einer Relaxationsdauer von 1 ms nach obiger Präparation eingestrahlt.
Im ersten Schritt wird analog zu Kapitel 4.2 durch den Nachweispuls N1 und den
Kontroll-Schreibpuls S1 die Grundzustandskohärenz ρ 13 (ε 2 ) aufgebaut. Wie zuvor
sind die relativen Frequenzen durch ∆ν N1 = 13 MHz und ∆ν S1 = 2, 8 MHz gegeben.
Im zweiten Schritt wird der Nachweispuls N2 mittels des Schreibpulses S2
in die zweite Grundzustandskohärenz ρ 13 (ε 2 ′) transformiert. Da dieser Prozess im
um δν ε = 2 MHz verstimmten Ensemble ε 2 ′ abläuft, betragen die relativen Frequenzen
der Pulse ∆ν N2 = 15 MHz und ∆ν S2 = 4, 8 MHz. Die Dauer der Nachweispulse
ist mit τ N1,N2 = 9 µs ausreichend lang gewählt, um im Vergleich zur
EIT-Bandbreite Γ EIT spektral schmalbandig zu sein (s. Kap. 4.2). Weitere Pulsparameter
können Abbildung 5.6 entnommen werden.
Nach der Speicherung der Nachweispulse kommt es zur Dephasierung der präparierten
Kohärenzen (s. Kap. 4.2). Da der zweite Speicherprozess insgesamt mehr
als 10 µs dauert, und somit im Bereich der Dephasierungszeit T deph ≈ 10 µs liegt, ist
ein direktes Auslesen der ersten Kohärenz ρ 13 (ε 2 ) nach dem zweiten Speicherprozess
nicht sinnvoll. Es ist daher erforderlich die Rephasierungstechnik (s. Kap. 4.3)
zu nutzen, um die Dephasierung zu unterdrücken und akzeptable Speicherzeiten
zu erlangen. Als Speicherzeit wurde hier ∆t = 550 µs gewählt, da dies dem ersten
60