Optischer Verstärker

7. August 2014, 05:14 Uhr
Optischer Verstärker
Optischer Verstärker

Forschern des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik gelang die Herstellung einer Art optischen Transistors, der schwache Eingangssignale bis hinunter zu einzelnen Photonen mit einem Faktor von 20 verstärken kann. Diese Entwicklung ist ein weiterer Schritt auf dem Weg zur vollständigen optischen Signalverarbeitung, die gerade im Quantenbereich wichtig ist, denn hier geht es oftmals um wenig Licht und einzelne Photonen.

Beim optischen Transistor sorgt ein schwacher Gate-Impuls dafür, dass sich die Leitfähigkeit für einen weiteren (den Target-Impuls) erhöht. Das Transistormedium besteht dabei aus etwa 150.000 Rubidium-Atomen, die zwischen zwei Laserstrahlen „gefangen“ sind und auf einer Temperatur von nur 0,30 µK gehalten werden. Durch den Gate-Impuls wird ein Atom der Wolke in einen höheren Energiezustand gebracht. Dieses sogenannte Rydberg-Atom beeinflusst alle anderen Atomen der Wolke und damit deren Leitfähigkeit.

Bild: MPQ, Abteilung für Quantendynamik

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