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Kapitel 5. Lichtspeicherung II – Experimentelle Erhöhung der Speicherkapazität
∆α ≈ 0, 5 ◦ Ausleseeffizienzen von wenigen Prozent vorliegen. Dies deckt sich mit
experimentellen Messungen des Winkelmultiplexings bei der Speicherung einfacher
Lichtpulse von Zhai et al., welche unter ähnlichen Bedingungen in Pr:YSO
durchgeführt wurden [131,132]. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit gewählte
Winkelverstimmung von α 2 − α 1 = 1, 2 ◦ ist somit ausreichend, um ein unbeabsichtigtes
Auslesen der nicht-adressierten Kohärenz zu vermeiden.
Im Folgenden wird die mehrfache, EIT-getriebene Speicherung von Lichtpulsen
bzw. Bildern mittels Winkelmultiplexing in Pr:YSO vorgestellt. Dabei wird exemplarisch
auf die Speicherung von zwei Nachweispulsen eingegangen.
5.3.1 Präparation des Mediums
Im Gegensatz zum Frequenzmultiplexing wird beim Winkelmultiplexing nicht in
unterschiedlichen Frequenzkanälen gespeichert. Die simultane Speicherung verschiedener
Bilder erfolgt unter verschiedenen Winkeln in einem einzelnen Frequenzensemble.
Analog zu Kapitel 4.1.3 wird eine Präparationssequenz aus jeweils
einem Pumppuls (P P = 5, 8 mW, τ P = 84 ms), einem Rückpumppuls (P R =
27, 4 mW, τ R = 1, 25 ms) und einem Säuberungspuls (P Säub. = 2, 8 mW, τ Säub. =
1, 5 ms) aus dem Strahlengang Kontroll 1 verwendet. Die relativen Frequenzen
sind unverändert, so dass sich das bekannte Absorptionsspektrum (s. Abb. 4.4)
mit dem präparierten Λ-System in Ensemble ε 2 ergibt [138].
5.3.2 Experimenteller Nachweis des Winkelmultiplexings
Um mehrere Lichtpulse mittels EIT-getriebenem Winkelmultiplexing zu speichern,
sind Kontrollstrahlen notwendig, welche die Nachweisstrahlen unter verschiedenen
Winkeln im Kristall treffen. Dies ist mit dem in Kapitel 3.3.2 beschriebenen
Aufbau der reellen Abbildung möglich, welcher im Folgenden verwendet wird. Die
Winkel der Strahlengänge Kontroll 1 und Kontroll 2 zur Nachweisachse betragen
außerhalb des Kristalls α 1 ≈ 1, 5 ◦ bzw. α 2 ≈ 2, 7 ◦ .
Die genutzte Pulssequenz zur mehrfachen Lichtspeicherung mittels Winkelmultiplexing
ist in Abbildung 5.8 dargestellt. Im ersten Schritt wird, analog zu den
bisherigen Experimenten, der Nachweispuls N1 aus Strahlengang Nachweis 1 mittels
des Schreibpulses S1 aus Strahlengang Kontroll 1 in die Grundzustandskohärenz
ρ 13 (α 1 ) transformiert. Anschließend wird Nachweispuls N2 aus Strahlengang
Nachweis 2 von Schreibpuls S2 gespeichert. Da S2 Strahlengang Kontroll 2 entstammt,
wird beim zweiten Speicherprozess aufgrund des anderen Winkels die
Grundzustandskohärenz ρ 13 (α 2 ) aufgebaut. Beide Speicherprozesse finden also
im selben Frequenzensemble ε 2 statt. Die Nettokohärenz ergibt sich somit als Superposition
beider Einzelkohärenzen. Des Weiteren folgt daraus, dass alle Kontrollpulse
S1, S2, L1, L2 identische Frequenzen von ∆ν K1,K2 = 2, 8 MHz und alle
Nachweispulse N1, N2 eine Frequenz von ∆ν N1,N2 = 13 MHz aufweisen. Weitere
Pulsparameter können Abbildung 5.8 entnommen werden.
Zur Erhöhung der Speicherzeit wird analog zum Frequenzmultiplexing (s.
Abb. 5.6) eine Rephasierungssequenz aus zwei HF-π-Pulsen genutzt (nicht in
Abb. 5.8 gezeigt). Die gesamte Pulsfolge ist so aufgebaut, dass die Speicherzeit
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