Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Wechselwirkung ultrakalter Atome mit
der Mode eines optischen Resonators hoher Güte. Die Atome sind dabei in einem
periodischen Potenzial gefangen, dessen Periodizität nicht kommensurabel mit der
Wellenlänge des Resonators ist. Ein Laser regt die Atome an und sie streuen Photonen
in die Resonatormode, wobei die Emission inkohärent ist, falls die Laue-
Bedingung nicht erfüllt ist. Dieser Fall wird betrachtet und es werden Bedingungen
ermittelt, für welche nichtlineare optische Prozesse auftreten können. Die Eigenschaften
des Lichtes werden untersucht, wenn sich das System entweder wie ein
parametrischer Verstärker verhält oder wie eine Lichtquelle mit "Antibunching"-
Statistik. Weiterhin kann eine stationäre Verschränkung zwischen Licht und Spinwellen
der Atome erzeugt werden. Im zweiten Teil wird die Situation betrachtet,
in der die Nullpunktsbewegung der Atome für die Atom-Licht-Wechselwirkung relevant
ist. Für große Parameterbereiche zeigen numerische Berechnungen, dass die
Rückwirkung des Resonators die Formierung eines lokalen Schachbrettmusters in
der atomaren Dichteverteilung erzeugt. Die einzelnen Atomgruppe dieses Musters
stehen zueinander in fester Phasenbeziehung, was zur Erhöhung der Zahl der Resonatorphotonen
führt. / In this thesis we investigate the interactions between ultracold atoms confined by
a periodic potential and a mode of a high-finesse optical cavity whose wavelength
is incommensurate with the potential periodicity. The atoms are driven by a probe
laser and can scatter photons into the cavity field. When the von-Laue condition
is not satisfied, there is no coherent emission into the cavity mode. We consider
this situation and identify conditions for which different nonlinear optical processes
can occur. We characterize the properties of the light when the system can either
operate as a degenerate parametric amplifier or as a source of antibunched light.
Moreover, we show that the stationary entanglement between the light and spinwavemodes
of the array can be generated. In the second part we consider the regime
in which the zero-point motions of the atoms become relevant in the dynamics of
atom-photon interactions. Numerical calculations show that for large parameter
regions, cavity backaction forces the atoms into clusters with a local checkerboard
density distribution. The clusters are phase-locked to one another so as to maximize
the number of intracavity photons.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/120180 |
| Date | 4 July 2013 |
| Creators | Habibian, Hessam |
| Contributors | Morigi, Giovanna, Corbalán Yuste, Ramón, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 131 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs., info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0053 seconds