Title (eng)
Optical tools for molecular Quantum optics
Parallel title (deu)
Optische Werkzeuge für molekulare Quantenoptik
Author
Ksenija Simonovic
Advisor
Markus Arndt
Assessor
Markus Arndt
Abstract (deu)
Die vorliegende Arbeit zeigt die zum ersten Mal realisierte Bragg Beugung organischer Moleküle
an einem dicken optischen Lichtgitter. Erfolgreiche Beugung von Farbstoff Phthalocyanin und
Antibiotikum Ciprofloxacin betont, dass die Bragg Beugung als Strahlteiler oder Spiegel für polare
und polariserbare Moleküle verwendet werden kann. Da solche Moleküle wegen u.a. van der
Waals Kräften oft an materiellen Gittern nicht gebeugt werden können, ist die Bragg Beugung ein
wichtiger Schritt in Richtung universeller optischer Komponenten für Materiewellenexperimente
mit komplexen Molekülen. Die Arbeit umfasst eine theorische Einführung in die Fernfeldbeugung
und Wechselwirkung der Moleküle mit Licht, sowie die detaillierte Beschreibung der Bragg
Beugung und der durchgeführten Experimente. Anschließend wird ein auf Glasfaser basierter
Laserprofiler erläutert, der für Justage in Beugungsexperimenten entwickelt wurde und sich besonders
gut für Hochvakuumbedingungen eignet.
Abstract (eng)
This thesis demonstrates the development and usefulness of light-based tools, in particular standing
light waves, in molecular interferometry. The main result shown is the first experimental
realisation of Bragg diffraction of complex, hot molecules in the far-field regime, exhibiting a
momentum transfer of up to 18 grating photon momenta. Demonstrated for a dye molecule phthalocyanine and an
antibiotic ciprofloxacin, Bragg diffraction shows promise in becoming a universal beamsplitter
for molecular quantum optics. A theoretical overview of far-field diffraction and interactions
of molecules with light is followed by a detailed description of the diffraction experiments and
obtained results. Bragg diffraction is especially important as a beamsplitter for polar molecules,
since material gratings can be used only with limited success due to molecule-grating interactions,
subsequent dephasing and loss of interference. The second part of the thesis focuses on
a fibre-based beam profiler. Developed and used for alignment in diffraction experiments, it can
also be used as a stand-alone tool for measuring laser beams in ultrahigh vacuum and tightly
confined spaces.
Keywords (eng)
Bragg diffractionQuantum opticsMatter-waves
Keywords (deu)
Bragg BeugungQuantenoptikMateriewellen
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
vi, 67 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
91
Study plan
Masterstudium Physik
[UA]
[066]
[876]
Association (deu)
Title (eng)
Optical tools for molecular Quantum optics
Parallel title (deu)
Optische Werkzeuge für molekulare Quantenoptik
Author
Ksenija Simonovic
Abstract (deu)
Die vorliegende Arbeit zeigt die zum ersten Mal realisierte Bragg Beugung organischer Moleküle
an einem dicken optischen Lichtgitter. Erfolgreiche Beugung von Farbstoff Phthalocyanin und
Antibiotikum Ciprofloxacin betont, dass die Bragg Beugung als Strahlteiler oder Spiegel für polare
und polariserbare Moleküle verwendet werden kann. Da solche Moleküle wegen u.a. van der
Waals Kräften oft an materiellen Gittern nicht gebeugt werden können, ist die Bragg Beugung ein
wichtiger Schritt in Richtung universeller optischer Komponenten für Materiewellenexperimente
mit komplexen Molekülen. Die Arbeit umfasst eine theorische Einführung in die Fernfeldbeugung
und Wechselwirkung der Moleküle mit Licht, sowie die detaillierte Beschreibung der Bragg
Beugung und der durchgeführten Experimente. Anschließend wird ein auf Glasfaser basierter
Laserprofiler erläutert, der für Justage in Beugungsexperimenten entwickelt wurde und sich besonders
gut für Hochvakuumbedingungen eignet.
Abstract (eng)
This thesis demonstrates the development and usefulness of light-based tools, in particular standing
light waves, in molecular interferometry. The main result shown is the first experimental
realisation of Bragg diffraction of complex, hot molecules in the far-field regime, exhibiting a
momentum transfer of up to 18 grating photon momenta. Demonstrated for a dye molecule phthalocyanine and an
antibiotic ciprofloxacin, Bragg diffraction shows promise in becoming a universal beamsplitter
for molecular quantum optics. A theoretical overview of far-field diffraction and interactions
of molecules with light is followed by a detailed description of the diffraction experiments and
obtained results. Bragg diffraction is especially important as a beamsplitter for polar molecules,
since material gratings can be used only with limited success due to molecule-grating interactions,
subsequent dephasing and loss of interference. The second part of the thesis focuses on
a fibre-based beam profiler. Developed and used for alignment in diffraction experiments, it can
also be used as a stand-alone tool for measuring laser beams in ultrahigh vacuum and tightly
confined spaces.
Keywords (eng)
Bragg diffractionQuantum opticsMatter-waves
Keywords (deu)
Bragg BeugungQuantenoptikMateriewellen
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
91
Association (deu)
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