Warken, Florian: Ultradünne Glasfasern als Werkzeug zur Kopplung von Licht und Materie. - Bonn, 2007. - Dissertation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.
Online-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5N-11633
@phdthesis{handle:20.500.11811/3141,
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5N-11633,
author = {{Florian Warken}},
title = {Ultradünne Glasfasern als Werkzeug zur Kopplung von Licht und Materie},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2007,
note = {Gegenstand der vorliegenden Arbeit sind ultradünne Glasfasern, die als neuartiges Werkzeug für die Kopplung von Licht und Materie eingesetzt werden. Die zugrunde liegende Idee hierbei ist, die Materie (Atome, Moleküle, etc.) an das evaneszente Feld nahe der Oberfläche zu koppeln, welches einen großen Anteil der Leistung des geführten Lichts beinhaltet. Es wird untersucht, welche Maßnahmen der Formgebung bzw. der Mikrostrukturierung von ultradünnen Glasfasern die Feldstärke an der Oberfläche im Verhältnis zu der Feldstärke im Zentrum der Glasfaser erhöhen.
Kapitel 1 berichtet von Aufbau und Optimierung einer Glasfaserziehanlage, mit der ultradünne Glasfasern mit einem Durchmesser kleiner als die Wellenlänge des geführten Lichts und mit einer Länge von bis zu einigen Zentimetern aus kommerziell erhältlichen Glasfasern reproduzierbar und mit hoher Präzision hergestellt werden. Dabei wird bis zu 97 % des in die Glasfaser gekoppelten Lichts durch die gesamte Struktur transmittiert.
Die Eigenschaften der evaneszenten Felder und ihr Potential zur Kopplung von Licht und Materie werden in Kapitel 2 anhand der Spektroskopie von dünnen, an der Faseroberfläche abgeschiedenen Filmen eines organischen Moleküls (PTCDA) untersucht. Dabei wird theoretisch und experimentell gezeigt, dass die spektroskopische Empfindlichkeit für geringe Bedeckungen gegenüber konventionellen Methoden um mehrere Größenordnungen gesteigert wird. Mit der faserbasierten Methode wird erstmals die Dynamik der Strukturveränderung einer sub-Monolage von PTCDA auf Glas an Luft und bei Raumtemperatur beobachtet.
In Kapitel 3 werden die Möglichkeiten untersucht, zwei verschiedene Typen von Resonatoren aus Glasfasern zu formen. Zum einen wird ein Bragg-Spiegel in einer ultradünnen Glasfaser hergestellt und die spektrale Reflexion qualitativ gemessen. Zum anderen wird ein neuartiger Resonatortyp aus der Taille einer 16 µm dicken Glasfaser erzeugt. Licht aus einer ultradünnen Koppelfaser wird mit einer Effizienz von bis zu 99,3% in eine Flüstergalerie-Mode des Resonators gekoppelt und die Abstimmbarkeit des Resonators über mehr als einen freien Spektralbereich von etwa 100 GHz demonstriert. Die Güte der gemessenen Resonanzen wird auf etwa 105 bestimmt, und die limitierenden Einflüsse werden diskutiert. Abschließend wird eine Methode zum Bestimmen der Quantenzahlen einer Resonatormode entwickelt.
Die Arbeit leistet einen Beitrag für die Verwendung von ultradünnen und strukturierten Glasfasern zur Kopplung von Licht und Materie und ermöglicht zukünftige Anwendungen im Bereich der Quantenoptik.},

url = {http://hdl.handle.net/20.500.11811/3141}
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