Quantum Optics I

Obsahem přednášky je úvod do kvantového popisu světla a interakce světla s látkou v rozsahu daném skripty: P. Lipavský, Kvantová optika I (viz. seznam literatury). Přednáška sestává z následujících tématických bloků:

1. Úvod a přehled pojmů kvantové optiky
2. Hustota módů elektromagnetického pole, Planckův zákon
3. Klasický popis světla, Maxwellovy rovnice, volné a vázené pole, transversální a longitudinální pole, Fourierův obraz pole a Hamiltoniánu
4. Lagrangián elektromagnetického pole, kvantování a princip korespondence, druhé kvantování, operátory polí, hamiltonián a další v druhém kvantování
5. Vlastní stavy hamiltoniánu volného elektromagnetického pole (vakuum, stavy s N fotony)
6. Nestacionární stavy, koherentní stavy, vztah koherentního stavu a klasického pole, vlastnosti koherentních stavů
7. Termální světlo, smíšené stavy světla, matice hustoty, Bose-Einsteinovo rozdělení, vedení tepla radiací
8. Interakce světla s látkou, Einsteinovy koeficienty, Lagrangián interakce světlo-látka, semiklasická aproximace, dipólová aproximace
9. Absorpce a emise světla, Einsteinovy koeficienty
10. Doba života excitovaného stavu, metoda projekčních operátorů ve Fourierově obraze, self-energie
11. Rozšíření emisní a absorpční čáry, homogenní a nehomogenní rozšíření čáry
12. Termální a kolizní rozšíření čáry, dopplerovské a srážkové rozšíření čáry
13. Interakce látky s koherentním světlem, Rabiho oscilace
14. Blochovy rovnice a fotonové echo

Literatura

L. Allen and J. H. Eberly, Optical Resonance and Two-level Atoms