Glossar
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Glossar Photon Quantenoptik Licht-Materie-Wechselwirkung Nichtlinear optischer Prozess Frequenzumwandlung Farben des Lichtes Quantenpulsgatter Quantenpulsformer Alice, Bob and Eve Ultrakurzer Puls Verschränkung Qubit kleinstmögliche Einheit der elektromagnetischen Strahlung also die kleinsten Lichtpakete Forschungsbereich, in dem Licht-MaterieWechselwirkungen auf der Skala einzelner Photonen und Atome untersucht werden Wenn Licht Materie (ein dielektrisches Medium) passiert, werden die Atome der Materie durch das elektrische Feld polarisiert. Durch diese Polarisation wird elektromagnetische Strahlung emittiert, die wiederum mit der einstrahlenden Lichtwelle interferiert. Wechselwirkung zwischen Materie und Licht, die nicht mehr durch lineare mathematische Gleichungen beschrieben werden kann. Ein nichtlinear optischer Prozess bei dem die Farbe (Energie) des Lichts verändert wird. Zum Beispiel können zwei rote Photonen (niedrige Energie) in ein blaues Photon (hohe Energie) verschmelzen. Licht wird bei verschiedenen Wellenlängen emittiert, die in verschiedenen Farben resultieren. Das menschliche Auge kann Farben nur im Wellenlängenbereich zwischen 400nm (blaues Licht) und 750nm (rotes Licht) erkennen. Lichtpulse werden durch einen nichtlinearen Wellenleiter geschickt. Am Ausgang können sie nach ihrer jeweiligen Form sortiert werden. Einzelphotonen werden verlustfrei in eine bestimmte Pulsform gebracht. Synonyme für Sender, Empfänger und bösartigen Lauscher in DatenübertragungsSzenarien. Lichtpuls mit einer Dauer von von Pico- (10 -12 s) bzw. Femtosekunden (10-15 s) Sind zwei oder mehr Quantensysteme (z. B. Photonen) verschränkt, sind ihre Eigenschaften stärker verheddert, als sie es nach klassischen Theorien sein könnten. Quantum bit; Superposition von zwei unterscheidbaren Zuständen eines Quantenteilchens. Im Gegensatz zu klassischen Bits, die entweder 0 oder 1 sind, können qubits in einer Superposition sein, z.B. (0 + 1) Wellenleiter Nichtlinearer optischer Wellenleiter PDC / Photonenpaarerzeugung Pulsform Quantenoptik vs Quantenmechanik Ultrakurzpuls-Quantenoptik Farbe (physikalisch) Quant Puls Welle-Teilchen-Dualismus Wellenlänge Bunching Anti-bunching Maser Bauteil, welches Wellen entlang einer bestimmten Richtung leitet. Es gibt verschiedene Arten von Wellenleitern, zum Beispiel Metallrohre welche Radiowellen leiten oder Glasfasern für Licht. Als Wellenleiter dient ein Material mit nichtlinearen Eigenschaften, z.B. Lithiumniobat (LiNbO3) Ein nichtlinear optischer Prozess wird verwendet, um z.B. ein blaues (energiereiches) Photon in ein Paar von zwei roten Photonen (niedrigere Energie) umzuwandeln. Lichtpulse können spezifische Formen haben, die durch die relative Gewichtung der Spektralfarben im Lichtpuls definiert ist. Die Quantenmechanik untersucht die Eigenschaften von Materie auf Ebene der Atome und darunter. Die Quantenoptik ist darin der Forschungsbereich, der sich mit Licht-Materie-Wechselwirkungen beschäftigt. Untersuchung von Phänomenen der Quantenoptik, die sich innerhalb von Pico(10-12 s) oder Femtosekunden (10-15 s) abspielen mit dem Ziel diese zu verstehen und kontrollieren. Weißes Licht wird in einem Prisma in seine Spektralfarben zerlegt. Eine Spektralfarbe ist Licht mit genau einer Wellenlänge. Unteilbares kleinstes Energiepaket. Ein Photon ist ein Lichtquant. Ein sich periodisch wiederholendes impulsoder stoßartiges Ereignis. Ein und dasselbe Photon kann je nach Versuchsbedingung Teilchen- oder Wellencharakter zeigen. Abstand zwischen zwei gleichen aufeinanderfolgenden Schwingungen einer periodischen Wellenbewegung, wird mit dem griechischen Buchstaben Lambda bezeichnet (λ). Beschreibt das Zusammenklumpen von Photonen, die dann bevorzugt zusammen auftreten Gegenteil von „Bunching“. Beschreibt die Situation, dass Photonen bevorzugt einzeln auftreten. Vorgänger des Lasers, der anstatt Licht Mikrowellenstrahlung erzeugt. Stimulierte Emission Monochromatisches Licht Laser Frequenzverdopplung BB84 Strahlteiler Kerr-Iens modelocking EPR Paradoxon Kohärenz Polarisation Ein Atom im angeregten Zustand wird durch ein Photon getroffen. Dadurch wird das Atom in einen Zustand niedriger Energie versetzt und sendet dabei ein Photon aus, das dem stimulierenden Photon gleicht. Licht einer einzigen Wellenlänge Abkürzung für: “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, also Lichtverstärkung durch stimulierte Emission. Laserstrahlen sind elektromagnetische Wellen mit hoher Intensität aus einem sehr engen Frequenzbereich des Lichtes. Zwei Photonen mit einer bestimmten Energie verbinden sich zu einem Photon mit doppelter Energie. Protokoll zur Quantenschlüsselverteilung: Es beruht auf der von Werner Heisenberg 1927 beschriebenen Unbestimmtheitsrelation, die u.a. besagt, dass durch Wechselwirkung eines Teilchens mit einem Objekt, dieses in seinem Zustand in bestimmter Weise verändert wird. Diese Veränderung ist nachweisbar. Nach dem BB84 Protokoll findet die Kommunikation nur statt, wenn der Schlüssel nicht abgehört wurde. Optisches Element, das einen Lichtstrahl teilweise reflektiert und teilweise passieren lässt (transmittiert). Physikalischer Effekt zur Erzeugung ultrakurzer Pulse in einem Laser. Weitere Informationen unter: http://www.rpphotonics.com/kerr_lens_mode_locking.html Gedankenexperiment von Einstein, Podolsky und Rosen um den Ort und die Geschwindigkeit eines Teilchens genau zu bestimmen was in direktem Gegensatz zur Heisenbergschen Unschärferelation steht (Paradoxon). Das Ergebnis kann mit dem Prinzip der Verschränkung von Photonen erklärt werden. Zwei Wellen sind kohärent, wenn sich ihre Auslenkung zeitlich oder räumlich in gleicher Weise ändert. Wellen haben eine bevorzugte Schwingungsrichtung, z.B. Wasserwellen hoch und runter. Diese Richtung nennt man Polarisation.
