zeitabhängige Wechselwirkungen auftreten
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- Karsten Winkler
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1 Floquet Theorie ist überall wo periodische, zeitabhängige Wechselwirkungen auftreten Vortrag zum Seminar: Quantenoptik tik und nichtlineare Optik Von Alexander Martin 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 1
2 Motivation Atom in elektromagnetischem Feld Zeitperiodischer Hamilton Allgemeine Lösung durch Floquet-Theorie 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 2
3 Gliederung Erzeugung eines zeitunabhängigen Hamiltonoperator mittels Floquet-Theorie Das 2-Niveau-Atom: Anwendung des Floquet-Theorem Bloch-Siegert-Verschiebung Multiphoton-Anregungen Zusammenfassung 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 3
4 Einführung Festkörperphysik: Bloch-Theorie Periodisches Pendel 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 4
5 Einführung Ausgangsproblem mit zeitperiodischem Hamilton: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 5
6 Floquet-Hamilton Fourier-Entwicklung: Für den Zustand: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 6
7 Floquet-Hamilton Mit den Fourier -Amplituden: Und der Wahrscheinlichkeit: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 7
8 Floquet Hamilton Einsetzen von in Schrödingergleichung: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 8
9 Floquet-Hamilton Beispiel: 2-Niveau-Atom mit 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 9
10 Floquet-Hamilton Liefert unendlich viele gekoppelte DGLn Gerade m: Ungerade m: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 10
11 Floquet Theorem Zeitperiodischer Hamilton Floquet-Theorem liefert 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 11
12 Floquet-Theorem Für 2-Niveau-System: und dem Hamilton: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 12
13 Floquet-Theorem: Eigenwertproblem Aus Schrödingergleichung: : : 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 13
14 Floquet-Eigenwerte Z ist Eigenwert zum Floquet-Hamilton Die Ersetzungen liefert selbes Gleichungssystem 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 14
15 Floquet-Eigenwerte Für sehr kleine Rabifrequenzen ( ) Setze: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 15
16 Lösungsverfahren Liefert für 2-Niveau-System für beide Z: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 16
17 Floquet-Eigenwerte Erste Näherung: charakt. Exponent: Entspricht Ergebnis der Drehwellennäherung 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 17
18 Floquet-Eigenwerte Charakteristischer Exponent Eigenwertgleichung: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 18
19 Floquet-Eigenwerte Zustand: Besetzungswahrscheinlichkeit: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 19
20 Bloch-Siegert-Verschiebung Höhere Therme mit: 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 20
21 Bloch-Siegert-Verschiebung Liefert charakteristischer Exponent: Einsetzen in Eigenzustände liefert Korrektur von entspricht der Bloch-Siegert-Verschiebung 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 21
22 Bloch-Siegert-Verschiebung 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 22
23 Multiphoton-Anregungen Höhere Koeffizienten skalieren mit aber liefern Diagonalelemente für Resonanz 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 23
24 Multiphoton-Anregungen Floquet-Hamilton hat folgende Form 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 24
25 Multiphoton-Anregungen 3-Photonen-Übergang gilt auch für 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 25
26 Multiphoton-Anregungen 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 26
27 Zusammenfassung Lösung zeitlich-periodischer Systeme mittels Floquet-Theorie (Unendlich-Dimensional) Anwendung auf das 2-Niveau-Atom Allgemeiner als Drehwellen-Näherung Korrekturen höherer Ordnung Bloch-Siegert-Verschiebung Multiphoton-Anregung 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 27
28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 24. Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 28
29 Quellen Jon H. Shirley, Solution fo the Schrödinger Equation with a Hamiltonian Periodic in Time, Phys. Rev., Vol. 138, Nr. 4B, (1965) Bruce W. Shore, The Theory of Coherent Atomic Excitation, Wiley, Vol. 1 (1990) Ralf Stannarius, Time reversal of parametrical driving and the stability of the parametricallyexcited pendulum, Am. J. Phys 77 (2009) Youtube: Inverted pendulum with a vertically oscillated pivot, ated Wikipedia: / iki/bl h Stand 24. Nov Nov Quantenoptik und nicht-lineare Optik Alexander Martin 29
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