Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik
Q 13: Laserspektroskopie II
Q 13.1: Vortrag
Montag, 15. März 1999, 16:30–16:45, AM2
Messung optischer Frequenzen mit modengelockten Lasern — •R. Holzwarth, Th. Udem, J. Reichert und T.W. Hänsch — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching
Zur hochgenauen Messung optischer Frequenzen, ausgehend von entsprechend präzise bekannten Referenzfrequenzen, sind meist beträchtliche Frequenzlücken zu überbrücken, die viele THz groß sein können. Zu ihrer Bestimmung kann man das Modenspektrum eines modengelockten Femtosekundenlasers benutzen. Die streng periodische Abfolge der Pulse läßt sich in der Fouriertransformation als ein Kamm von Frequenzen mit der Pulsrepetitionsrate als Abstand darstellen.
Durch Vergleich mit bereits etablierten Techniken zur Überbrückung und Teilung großer Frequenzlücken, optischen Intervallteilerstufen und optischen Frequenzkammgeneratoren, haben wir den gleichmäßigen Abstand der Moden untereinander mit einer Genauigkeit von einigen 10−17 überprüft. Die Fähigkeit zur Bestimmung von Frequenzlücken konnte mit einer Genauigkeit von einigen 10−16 gezeigt werden.
Mit einem kommerziellen Ti:Saphir System, das Pulse mit einer Dauer von 80 fs erzeugt, konnten wir Frequenzlücken mit mehr als 20 THz Breite um 850 nm vermessen. Dies ist der breiteste Frequenzkamm, der bisher realisiert wurde. Weiter läßt dieses Ergebnis hoffen, daß mit deutlich kürzeren Pulsen, wie sie heute standardmäßig erzeugt werden, noch sehr viel größere Frequenzabstände überbrückt werden können.
Mit diesem neuen Werkzeug zur Präzisionsspektroskopie haben wir die Cäsium D1 Linie bei 895 nm vermessen. Diese Messung stellt einen wesentlichen Baustein zu einer neuen genaueren Bestimmung von α dar.