Berlin 2001 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik
Q 35: Laser Spectroscopy
Q 35.2: Vortrag
Freitag, 6. April 2001, 16:00–16:15, H 2013
Hochauflösende Spektroskopie und Spektrales Lochbrennen an Eu3+:Y2SiO5 mit einem cw OPO — •Richard Conroy1, Torsten Petelski1, Kamel Bencheikh2, Achim Peters1, Jürgen Mlynek1 und Stephan Schiller3 — 1Fachbereich Physik, Universität Konstanz, D-78457 Konstanz — 2Laboratoire CDP, FTRD-CNRS, B.P. 107, 92225 Bagneux Cedex, France — 3Institut für Experimentalphysik, Universität Düsseldorf, D- 40225 Düsseldorf
Der Vergleich zweier Frequenzstandards ermöglicht die Überprüfung grundlegender physikalischer Gesetze. Es werden dazu Laser mit relativen Frequenzstabilitäten von <10−17 benötigt. Der optische 47F0−55D0 Übergang von Eu3+ in Y2SiO5 weist bei einer Temperatur von 4K mit 120Hz die schmalste bekannte Linienbreite in Festkörpern auf [1]. Es wurde unter Verwendung eines cw OPOs hochauflösende Spektroskopie an diesem Übergang durchgeführt und Löcher in die inhomogen verbreiterte Absorptionslinie gebrannt. Durch eine Stabilisierung des Lasers auf diese Löcher sollte es möglich sein, eine Lichtquelle mit einer Stabilität <10−16 zu realisieren.
Das Lasersystem besteht aus einem frequenzverdoppelten Doppeltresonanten OPO (DRO), der von einem frequenzverdoppelten Nd:YAG Laser gepumpt wird. Das Licht mit einer Leistung von bis zu 3,8mW läßt sich von 565 bis 590nm grob, und über 18GHz fein verstimmen.
Es wurde Spektroskopie bei 4K und 77K durchgeführt und die Lage der Übergänge für die beiden Haupt–Positionen des Eu3+ im Wirtskristall bestimmt. Zusätzlich wurden wenigstens 17 weitere Absorptionslinien in Übereinstimmung mit Pandher et al. [2] beobachtet. Mit dem freilaufenden Lasersystem wurden Löcher mit einer Breite von <1MHz und einer Lebenszeit >15h in das Absorptionsprofil gebrannt. Durch die Stabilisierung auf einen kryogenen optischen Resonator (CORE) konnte eine Reduzierung der Frequenzinstabilität des 580nm Lichts auf 2kHz/1s erreicht werden. Es wird über die Fortschritte, die sich durch die Verwendung der vorstabilisierten Lichtquelle ergeben, berichtet.
[1] R.W. Equall, Y. Sun, R.L. Cone, R.M. McFarlane, Phys. Rev. Lett. 72:14, 2179 (1994)
[2] R.S. Pandher, A. Jackson, A. Davis, B.R. Reddy, Appl. Opt. 38:26, 5662 (1999)