Forschungsprojekte

Ein nichtlineares Interferometer ist eine Anordnung wo zwei nichtlineare Effekte sich entweder verstärken oder abschwächen können. Wenn zum Beispiel parametrische Fluoreszenz in zwei aufeinander folgenden Kristallen stattfindet, dann beeinflusst nichtlineare Interferenz die Modenstruktur des ausgehenden Lichtfeldes. Darüber hinaus ist dieses Feld sensitiv gegenüber relativen Phases, die zwischen den beiden Kristallen eingeführt werden können. Dies erlaubt Phasenmessungen mit Genauigkeiten auszuführen, die klassische Grenzen brechen.

Unter den wichtigen Eigenschaften des hellen gequetschten Vakuums sind dessen extrem stark ausgeprägten Intensitätsfluktuationen. Diese erhöhen die Effizient von allen Multiphotoneneffekte, inklusive Frequenzverdopplung. Wir nutzen das helle gequetschte Vakuum als Pumpe für Frequenzverdopplung und Superkontinuumgenerierung. Wir beobachten eine um mehrere Größenordnungen höhere Effizienz verglichen mit einer kohärenten Pumpe. Am Ausgang dieser Prozesse beobachten wir dann noch sehr viel stärkere Intensitätsfluktuationen als zuvor und es erscheinen sogar sogenannte extreme Events. Insbesondere können nichtlineare, inklusive plasmonischer, Effekte auf Oberflächen verschiedenster Materialien beobachtet werden.

Kolloidale CdS/CdSe Nanokristallen, sogenannte “Punkte-in-Stäbchen”, sind einer der vielversprechendsten Einzelphotonemitter wegen ihrer Funktion auch bei Raumtemperatur, relativ einfacher Herstellung, reduzierten Blinken, und wegen des hohen Grades der Polarization der emittierten Strahlung. Wir untersuchen nicht nur die nichtklassischen Eigenschaften von Strahlung eines einzelnen Quantenpunktes, sondern auch von ganzen Klumpen.

Wir wollen einen neuen Quanteneffekt, nämlich die direkte Verwandlung eines Hochfrequenzphotons in ein Triplett von Photonen, beobachten. Dieser Effekt kann in jedem Material mit kubischer Nichtlinearität stattfinden, jedoch glauben wir, dass photonische Kristallfasern die bessere Wahl sind. Insbesondere nutzen wir gasgefüllte Hohlkernfasern und die Komplett-Festkörper-duale-Bandlücken Faser, welche wir kürzlich entwickelt haben.

Strahlungsfelder von parametrischer Fluoreszenz bringen einen interessanten Typus von Kohärenz zum Vorschein: räumliche und temporale Kohärenz sind gekoppelt. Insbesondere nimmt die Kohärenzfunktion unter bestimmten Bedingungen eine lustiges “O”-Form in Raum und Zeit an. Wir testen diese in einem komplexen Young-Michelson interferometer.

In Kristallen mit starker aperiodischer, statt periodischer, Polung ist es möglich, stark breitbandiges, gepulstes gequetschtes Vakuum zu generieren. Die Bandbreite kann so groß sein, dass der Puls nur einen optischen Zyklus enthält (Pulsdauer ist also vergleichbar mit der optischen Periode). Diese Art von Licht hat ultraschnelle Photonenzahlkorrelation, welches für sensitives Proben verschiedenster Effekte auf der Femtosekundenskala nützlich ist.