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2016-04-12Dissertation DOI: 10.18452/17474
Linear and non-linear properties of light
dc.contributor.authorDietz, Otto
dc.date.accessioned2017-06-18T14:56:59Z
dc.date.available2017-06-18T14:56:59Z
dc.date.created2016-04-18
dc.date.issued2016-04-12
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/18126
dc.description.abstractAlle optischen Systeme haben den gleichen Zweck: Sie manipulieren Eigenschaften des Lichts, durch Interaktion mit Materie. In dieser Arbeit werden zwei wichtige Teilaspekte aus diesem Kontext untersucht, im linearen und im nicht-linearen Bereich. In Teil I werden die bekannten Bragg-Reflexionen in neuem Licht betrachtet. Bragg Reflexion findet statt, wenn Licht mit einem periodischen Medium interagiert. Die Bragg-Bedingung verknüpft den Gitterabstand in einem Kristall mit der Wellenlänge, die von ihm reflektiert wird. In dieser Arbeit werden die Bragg Reflexionen in gewellten Wellenleitern untersucht. Es wird gezeigt, dass die Bragg-Bedingung nicht ausreicht, um die Streuung in diesen Wellenleitern zu verstehen. Es wird numerisch und analytisch demonstriert, dass unebene Ränder eine neue Reflexionsbedingung schaffen, die über das einfache Bragg-Bild hinausgeht. Dieser Streueffekt, der Square Gradient Bragg-Mechanismus ist aus statistischen Streuansätzen bekannt. Er hängt mit der Krüummung des Randes zusammen und hat einen starken Einfluss auf die Wellenleitung in diesen Systemen. In dieser Arbeit wird die erste allgemeine Theorie für den Square Gradient Bragg Streumechanismus vorgestellt, die es ermöglicht, Voraussagen für einzelne Wellenleiter mit beliebig deformierten Rändern zu treffen. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Lichts wird in Teil II dieser Arbeit untersucht: Die Verschränkung zwischen zwei Photonen. Verschränkung ist ein intuitiv nicht verständliches Phänomen, weil es in der uns umgebenden klassischen Welt kein Analogon hat. Insbesondere verletzt es unsere implizite Annahme eines lokalen Realismus, weil voneinander entfernte Teilchen scheinbar instantan miteinander wechselwirken können. In dieser Arbeit wird eine neue und verstimmbare Quelle für verschränkte Photonen entworfen. Die Photonenpaare werden in nicht-linearen Kristallen erzeugt, aber ihre Verschränkung wird rein geometrisch erzwungen. Dieser geometrische Ansatz erlaubt es, die Frequenz der Photonen einzustellen. Hier übertrifft diese neue Quelle ihre Vorgänger, die ausführlich besprochen werden. Die Verschränkung der erzeugten Photonen wird experimentell nachgewiesen.ger
dc.description.abstractAny optical experiment, any optical technology is only about one thing: Manipulating the properties of light through interaction with matter. This thesis will address two important issues in this broad context, in the linear and in the non-linear regime. In Part I, the well-known Bragg reflection is revised. Bragg reflection takes place whenever light interacts with a periodic structure. The famous Bragg condition relates the lattice spacing in a crystal to the wavelength which is effectively reflected by that lattice. In this thesis the Bragg reflection in dielectric waveguides is investigated. It is shown that the Bragg condition is not sufficient to describe the scattering situation in waveguides with corrugated boundaries. It is demonstrated, analytically and numerically, that corrugated boundaries cause a new type of reflection condition, which goes beyond the Bragg picture. This scattering mechanism, the Square Gradient Bragg Scattering, is known from statistical scattering approaches. It is connected to the curvature of the boundary and has a strong influence on the wave propagation in these systems. Here the first general theory for Square Gradient Bragg Scattering is presented, which allows for making predictions for single corrugated waveguides with arbitrary boundaries. Another important property of light is investigated in Part II of this thesis: The entanglement of two photons. Entanglement is a counter-intuitive phenomenon, because it has no classical analogy. It especially violates our assumption of local realism, because distant particles seemingly act on each other instantaneously. In this thesis a new tunable and portable source of photon pairs is designed. The photon pairs are created in non-linear crystals, but their entanglement is enforced in a purely geometrical manner. This geometrical approach makes the setup tunable. This is where the new design supersedes its predecessor, which will be discussed in detail. The entanglement of the generated photons is demonstrated experimentally.eng
dc.language.isoeng
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
dc.rightsNamensnennung - Keine Bearbeitung
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/de/
dc.subjectWellenleiterger
dc.subjectVerschränkungger
dc.subjectBraggger
dc.subjectRandunordnungger
dc.subjectSquare Gradientger
dc.subjectKrümmungger
dc.subjectnicht-lineare Kristalleger
dc.subjectfolded-sandwichger
dc.subjectPhotonenpaareger
dc.subjectreflectioneng
dc.subjectscatteringeng
dc.subjectsurfaceeng
dc.subjectwaveguideeng
dc.subjectsquare gradient scatteringeng
dc.subjectcurvedeng
dc.subjectrougheng
dc.subjectcorrugatedeng
dc.subjectboundarieseng
dc.subjectboundaryeng
dc.subjectBraggeng
dc.subjectSPDCeng
dc.subjectSagnaceng
dc.subjectfolded-sandwicheng
dc.subjectgeometrical folded-sandwicheng
dc.subject.ddc530 Physik
dc.titleLinear and non-linear properties of light
dc.typedoctoralThesis
dc.subtitleSquare Gradient Bragg scattering in dielectric waveguides (Part I) and two-color folded-sandwich entangled photon pair source for quantum teleportation (Part II)
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-100237713
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/17474
dc.identifier.alephidBV043515159
dc.date.accepted2016-02-12
dc.contributor.refereeBenson, Oliver
dc.contributor.refereePeters, Achim
dc.contributor.refereePernice, Wolfram
dc.subject.dnb29 Physik, Astronomie
dc.subject.rvkUH 5690
dc.subject.rvkUK 8200
local.edoc.pages121
local.edoc.type-nameDissertation
local.edoc.institutionMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

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