A Guide to Experiments in Quantum Optics

Das vorliegende Buch ist die zweite korrigierte und erweiterte Ausgabe des 1998 erstmals erschienenen Werks. Zielsetzung dieses Buches ist es, einen Leitfaden für Experimente auf dem Gebiet der Quantenoptik anzubieten, wobei sowohl theoretische als auch experimentelle Grundlagen dargestellt werden.

In dem über 400-seitigen Werk nimmt der theoretische Teil etwa die ersten 100 Seiten ein. Die vier Anfangskapitel bieten einen Grundriss der klassischen Optik und der Quantenoptik und beleuchten den quantentheoretischen Teil aus verschiedenen Perspektiven, um dem jeweiligen Problem angepasste theoretische Methoden zur Verfügung zu stellen.

Mit Hilfe dieses theoretischen Rüstzeugs beschreibt Kapitel 5 optische Strahlteiler, interferometrische Aufbauten, optische Resonatoren und weitere Bausteine eines optischen Experiments, wie Linsen, Kristalle, Glasfasern usw.; Kapitel 6 behandelt Laser und parametrische Verstärkung. Die Vor- und Nachteile des Einsatzes verschiedenartiger Photodetektoren sind Thema von Kapitel 7, wobei auch die spektrale Analyse der gemessenen Signale dargestellt wird. Desweiteren werden in Kapitel 8 Techniken zur Messung bzw. Unterdrückung von Rauschen, wie z. B. Homodyn- und Heterodyn-Messungen und Stabilisierungsmethoden, eingeführt.

Die folgenden Kapiteln befassen sich, thematisch geordnet dargestellt und erläutert, mit wichtigen quantenoptischen Experimente: Erzeugung und Messung von "squeezed light", Anwendungen dieser nichtklassischen Lichtquellen, zerstörungsfreien Quantenmessung. Dabei finden sowohl die theoretische Beschreibung als auch experimenelle Realisierungen Raum.

Gegenüber der ersten Ausgabe des Buches sind einige Verbesserungen zu erwähnen. Der theoretische Teil am Anfang des Buches wurde grundlegend überarbeitet und stellt ein sehr nützliches Kompendium dar, welches in den folgenden Kapiteln immer wieder Verwendung findet. Außerdem haben die Autoren neue Experimente aufgenommen, welche die aktuelle Entwicklung in der Quantenoptik widerspiegeln. Neben einer Behandlung der Nachweismöglichkeit einzelner Photonen ist vor allem das letzte Kapitel zu nennen, in dem aktuelle Experimente der Quanteninformationsverarbeitung behandelt werden. In der neuen erweiterten Ausgabe sind außerdem die Abbildungen überarbeitet worden, was der Lesbarkeit und auch der Anschaulichkeit sehr zu Gute kommt.

Das Buch stellt eine wertvolle Hilfe dar, um einen ersten Einblick in Experimente der Quantenoptik zu erhalten. Viele Messtechniken werden anschaulich erklärt, und wertvolle Details zu den dabei verwendeten Apparaturen werden gegeben. Die zahlreichen Literaturverweise bieten eine hervorragende Hilfe zur weiteren Vertiefung. Es bleibt zu wünschen, dass in einer zukünftigen Ausgabe den einzelnen Experimenten mehr Platz eingeräumt wird, um die zu überwindenden experimentellen Fallstricke detaillierter darzustellen. Das Buch ist für eine erste Einführung in die experimentellen Aspekte der Quantenoptik sehr empfehlenswert.

Dr. Sascha Wallentowitz, FB Physik, Universität Rostock

Weitere Infos:

• H.-A. Bachor, T. C. Ralph: A Guide to Experiments in Quantum Optics
  Wiley-VCH, Berlin, 2. Aufl. 2004. XIII+421 Seiten, broschiert,
  ISBN 3-527-40393-0

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