aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Q 41.6 Do 18:00 HS 218
Experimente mit dem Ein-Atom Maser — •Thomas Becker,
Jozef Fülöp, Gabriele Marchi, Pierre Thoumany, Linas Urbonas
und Herbert Walther — Max-Planck Institut für Quantenoptik,
Hans Kopfermann Str. 1, 85748 Garching
Im Ein-Atom Maser kann die Quantenphysik der Licht-Materie Wechselwirkung
auf elementare Weise untersucht werden. Dabei durchqueren
einzelne Rydberg-Atome einen Mikrowellen-Resonator hoher Güte
und werden anschließend zustandsselektiv nachgewiesen. Auf diese Art
können Feldzustände mit einer festen Photonenzahl im Resonator deterministisch
erzeugt und nachgewiesen werden. Ebenso können durch die
Wechselwirkung mit dem Resonator langreichweitige Korrelationen im
Atomstrahl erzeugt werden. In diesem Vortrag wird ein neuer Messaufbau
vorgestellt, der die Einstrahlung eines klassischen Mikrowellenfeldes
in den Resonator ermöglicht und so die Messung der Phaseneigenschaften
der Maser-Feldes erlaubt.
Q 41.7 Do 18:15 HS 218
Collective interference of N driven atomic dipoles with a high-
Q cavity mode — •Stefano Zippilli 1 , Giovanna Morigi 1 , and
Helmut Ritsch 2 — 1 Abteilung fuer Quantenphysik, Universitaet Ulm,
Albert-Einstein-Allee 11, D-89069 Ulm — 2 Institut fuer Theoretische
Physik, Universitaet Innsbruck, Technickerstr. 25/2, A-6020 Innsbruck
We study the dynamics of N coherently driven two-level atoms strongly
coupled to a high finesse optical resonator. Analogous to a single driven
atom in a lossless cavity [1], the quantum interference of the cavity mode
field and the pump field creates an intensity minimum in the vicinity of
each driven atom and suppresses spontaneous emission and light shift.
Even for strong driving fields the atoms are only weakly saturated and
the probe absorption spectra reveals the vacuum Rabi splitting. We find
that, even in the case of an empty-cavity linewidth bigger than the atomic
linewidth, one regains destructive interference through the cooperative
action of many atoms. Despite of opening more loss channels, cavity decay
becomes the dominant decay channel with growing atom number.
The magnitude of the effect shows a strong dependence on the relative
atomic distances being maximum for a regular lattice of atoms. Both of
these results can give a new key to understand recent experiments on
collective cavity cooling [2].
[1] P. Alsing et al, Phys. Rev. A 45, 5135 (1992).
[2] A.T. Black et al, Phys. Rev. Lett. 91, 203001 (2003).
Q 42 Ultrakurze Lichtimpulse: Carrier-Envelope-Phase
Zeit: Donnerstag 16:30–18:45 Raum: HS 223
Q 42.1 Do 16:30 HS 223
SPIDER mit erweitertem Dynamikbereich für die Charakterisierung
oktavenspannender Weißlichtpulse — •Gero Stibenz
und Günter Steinmeyer — Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik
und Kurzzeitspektroskopie, Max-Born-Str. 2a, D-12489 Berlin
Die in Hohl- und Mikrostrukturfasern erzeugten Weißlichtkontinua haben
zu einer Renaissance der Kontinuumserzeugung geführt. Könnte man
die Dispersion dieser oft mehrere Oktaven überspannenden Spektren
perfekt rekomprimieren, so würden Pulsdauern < 2fs resultieren. Ein
Grund dafür, daß dieses bislang nicht erreicht werden konnte, besteht in
der Schwierigkeit, die Pulsdauer solcher Kontinuumspulse überhaupt zu
messen. Autokorrelationen gelten gemeinhin als zu unzuverlässig, aber
auch die sog. kompletten Charakterisierungsverfahren SPIDER [1] und
FROG [2] haben Schwierigkeiten mit den teilweise extremen Einbrüchen
der spektralen Intensität [3]. Bei SPIDER geht in diesen ” schwarzen
Löchern“ oft der Interferenzkontrast verloren, was Fehler bei der Phasenrekonstruktion
erzeugt. Wir stellen hier eine neue Variante des SPIDER-
Verfahrens vor, die den Dynamikbereich bei der Akquisition der Interferogramme
erhöht. Dieses gelingt durch schnelle Messung vieler SPIDER-
Interferogramme mit einer kHz-Zeilenkamera und anschließender phasensensitiver
Rauschunterdrückung. Bei dieser Methode wird der SPIDER-
Algorithmus zweimalig auf die Meßdaten angewandt. Dieses neue Verfahren
demonstrieren wir mit Kontinuumspulsen von 4.7 fs Pulsdauer.
[1] C. Iaconis, I. A. Walmsley, IEEE J. Quantum Electron. 35, 501 (1999).
[2] R. Trebino et al., Rev. Sci. Instrum. 68, 1 (1997).
[3] D. Keusters et al., J. Opt. Soc. Am. B 20, 2226 (2003).
Q 42.2 Do 16:45 HS 223
Noise in phase-coherent supercontinua generated in microstructure
fibers — •Nils Haverkamp und Harald R. Telle
— Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116
Braunschweig
We investigated the comlex intensity modulation transfer function for
supercontinuum (SC) generation in microstructure fibers (MSF), i.e. we
measured, how intensity fluctuations of pulses coupled into a MSF translate
into intensity and/or phase fluctuations in the fiber output spectrum.
For SC generation with pulse energies of some 200pJ in 120 mm of Lucent
MSF, we found intensity modulation gain factors not larger than
100, and nonlinear phase shifts not exceeding 40 rad per percent of pulse
energy change.
In future apllications, such as optical pulse synthesis and using a self
referenced frequency comb as an optical clock work for an optical frequency
standard, the short term stability depends on the magnitude of
intensity and/or phase fluctuations in the comb spectrum. We measured
the fluctuations induced by input pulse intensity fluctuations and show,
that our Ti:Sa-comb-generator can be used to transfer the short term sta-
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bility of any optical frequency standard to any optical or radio/microwave
frequency with an instabilty of 10E-15 in one second.
Q 42.3 Do 17:00 HS 223
Passive all-optical phase locking of two femtosecond Ti:sapphire
lasers — •Florian Sotier 1 , Markus Betz 1 , Florian Tauser 1 ,
Stephan Trumm 1 , Alfred Laubereau 1 und Alfred Leitenstorfer
2 — 1 Physik-Department E11, TU München, D-85748 Garching —
2 Fachbereich Physik, Universität Konstanz, D-78457 Konstanz
Two independently tunable femtosecond Ti:sapphire lasers are passively
synchronized with a stable relative carrier-envelope offset phase.
Heterodyning the spectral overlap of the frequency combs from the two
oscillators, we observe multiple regimes for the cavity length difference
where the relative round-trip phase slip is effectively locked to zero. The
phase-locking is also verified analyzing the combined optical spectrum of
the two laser pulse trains. The strong correlation of the femtosecond pulse
trains is maintained over minutes without any external stabilization and
relative cavity lenght variations of 50 nm are compensated. Cross-phase
modulation beyond the slowly varying amplitude picture is responsible
for the phase synchronization. This mechanism takes full advantage of
the nonresonant optical nonlinearity of the shared gain medium which is
much faster than the optical cycle.
Q 42.4 Do 17:15 HS 223
Measurement of the absolute phase of few-cycle laser pulses
— •Fabrizio Lindner 1 , M. G. Schätzel 1 , G.G. Paulus 1,2,3 , H.
Walther 1,2 , A. Baltuska 4 , E. Goulielmakis 4 , M. Lezius 4,5 , and F.
Krausz 1,4 — 1 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D 85748 Garching,
Germany — 2 Ludwig-Maximiliams-Universität München, D 85748
Garching, Germany — 3 Texas A&M University, Department of Physics,
College Station, TX 77843-4242, USA — 4 Institut für Photonik, Technische
Universität Wien, A 1040 Wien, Austria — 5 Institut für Ionenphysik,
Universität Innsbruck, A 6020 Innsbruck, Austria
We present experiments of photoionization of rare gases conducted
with phase-stabilized few-cycle laser pulses. The detected asymmetry of
electron emission in the two polarization directions (stereo-ATI) allowed
for the first time the unambiguous determination of the absolute phase of
the pulse [1] and its spatial variation along the laser focus (Gouy phase,
[2]).
Besides the use of the ATI-phasemeter as an essential tool for experiments
requiring long-term phase stability, more fundamental aspects of
the ionization process will be discussed. In particular, the electrons’ motion
under the driving laser field can be reconstructed with unprecedented
attosecond resolution.
[1] Phys. Rev. Lett., in press
[2] Phys. Rev. Lett., submitted