Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik
Q 33: Laserspektroskopie I
Q 33.3: Fachvortrag
Donnerstag, 6. April 2000, 14:30–15:00, HS XVI
Eine neuartige Frequenzkette und optische Frequenzmessungen an atomarem Wasserstoff — •R. Holzwarth1, M. Niering1, J. Reichert1, M. Fischer1, M. Weitz1, Th. Udem1, T. W. Hänsch1, P. Lemonde2, G. Santarelli2, M. Abgrall2, A. Clairon2 und C. Salomon3 — 1MPI für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, D-85748 Garching — 2BNM-LPTF, 61 avenue de l’observatoire, F-75014 Paris — 3Laboratoire Kastler Brossel, ENS, F-75005 Paris
Mit einer neuartigen Frequenzkette, die den direkten phasenkohärenten Vergleich von optischen Frequenzen im Bereich einiger 100 THz mit einer Radiofrequenzreferenz von z. B. 10 MHz ermöglicht, haben wir den 1S-2S Zweiphotonenübergang in atomarem Wasserstoff bei 121 nm neu vermessen. Als Radiofrequenzreferenz diente eine Cäsium-Fontänenuhr. Damit sind wir zum ersten Mal mit einer optischen Frequenzmessung bis zu einer Genauigkeit von 2 × 10−14 vorgedrungen.
Das Kernstück unserer Frequenzkette bildet ein modengekoppelter Femtosekundenlaser. Der streng periodische Pulszug eines solchen Lasers entspricht im Frequenzraum einem Kamm von Moden mit gleichmäßigem Abstand, gegeben durch die Pulsrepetitionsrate. Dieser Frequenzkamm kann zur Überbrückung von Frequenzlücken mit einer Genauigkeit von besser als 10−17 verwendet werden. Zur Absolutmessung optischer Frequenzen werden die Intervalle zwischen Laserharmonischen bestimmt. Diese erste Demonstration einer auf der Messung von optischen Frequenzintervallen basierenden kompakten und zuverläßigen Frequenzkette eröffnet neue revolutionäre Möglichkeiten für die präzise Messung und Synthese optischer Frequenzen.