Literatur:

M. O. Scully, A. S. Zubairy, Quantum Optics (Cambridge University Press, United Kingdom, 1997)

W. P. Schleich, Quantum Optics in Phase Space (Wiley-VCH 2001)

H. J. Carmichael, Statistical Methods in Quantum Optics (Springer, 1999)

Inhalt:

I. Harmonischer Oszillator

1. Fock Zustände
2. Kohärente Zustände
3. Squeezed States
4. Zeitentwicklung eines Squeezed State
5. Dichtematrix, P- und Q-Darstellung
6. Wigner Funktion
7. Getriebener Oszillator
8. Das Strahlungsfeld, Quantisierung

II. Zweite Quantisierung

1. Bosonen
2. Fermionen
3. Hamilton-Operator eines Festkörpers

III. Optische Interferometrie

1. Photonennachweis und Korrelationsfunktionen
2. Young'sches Doppelspaltexperiment
3. Michelson Sterninterferometer
4. Hanbury-Brown & Twiss Effekt
5. Strahlteiler
6. Homodyne Nachweis
7. Hong, Ou, Mandel-Effekt

IV. 2-Niveau Systeme, Dekohärenz und Relaxation

1. Klassisches Modell für Dämpfung (Oszillatorbad)
2. Spindynamik, Larmor, Rabi
3. Quantenmechanische 2-Niveau-Systeme, Doppelmuldenpotenzial, Josephson qubits
4. Grundkonzepte eines Quantencomputers
5. Dichtematrix des 2-Niveau-Systems
6. Dekohärenz
7. Relaxation
8. Zusammenhang mit Rauschspektrum
9. Lindblad-Form der Liouville-Gleichung

V. Dämpfung in der Quantenmechanik

1. Bloch-Redfield-Theorie für Relaxation, Dephasierung, Strahlungsfeld
2. Allgemeine Theorie der Kopplung von System und Reservoir

VI. Atom im quantenmechanischen Strahlungsfeld

1. Wechselwirkung Atom-Strahlungsfeld
2. Jaynes-Cummings-Modell, Vakuum Rabi Splitting
3. Der Laser I, Heisenberg Bewegungsgleichungen
4. Der Laser II, Dichtematrixbeschreibung
5. Zeitabhängige Korrelationsfunktionen
6. Jaynes-Cummings-Modell im dispersiven Regime
7. Dark States und STIRAP

VII. Verschiedenes

1. EPR Paradoxon
2. Quantenteleportation
3. Bell’sche Ungleichungen
4. Berry-Phase