Osnabrück 2002 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 312: Laserspektroskopie

Q 312.6: Vortrag

Mittwoch, 6. März 2002, 15:15–15:30, HS 22/108

Spektroskopie und Absolutfrequenzmessung des 436-nm-Referenzübergangs von ¹⁷¹Yb⁺ — •Chr. Tamm, T. Schneider und E. Peik — Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig

Der elektrische Quadrupolübergang ²S_1/2(F=0)→ ²D_3/2(F=2) von ¹⁷¹Yb⁺ bei 436 nm (688 THz) ist attraktiv als Referenzübergang eines optischen Frequenznormals, da die m_F=0-Komponente in kleinen Magnetfeldern keinen linearen Zeemaneffekt aufweist und die natürliche Linienbreite nur 3,1 Hz beträgt. In unseren Experimenten wird ein ¹⁷¹Yb⁺-Ion in einer Paul-Falle gespeichert und durch Anregung des 370-nm-Resonanzübergangs Doppler-gekühlt. Der 436-nm-Übergang wird mit einem frequenzverdoppelten Halbleiterlaser angeregt, dessen Frequenz auf einen ULE-Resonator mit hoher Finesse stabilisiert wird. Gegenwärtig kann der Übergang mit einer Fourier-limitierten Linienbreite von 30 Hz aufgelöst werden. Mit Hilfe eines Femtosekunden-Frequenzkammgenerators und eines Caesium-Fontänen-Frequenznormals wurde die absolute atomare Übergangsfrequenz mit einer 1σ-Unsicherheit von 6 Hz bestimmt [1]. Mit einer Relativunsicherheit von 1·10⁻¹⁴ ist dies eine der bisher präzisesten Messungen optischer atomarer Übergangsfrequenzen. Wir diskutieren einige wesentliche Beiträge zur systematischen Unsicherheit der Frequenzmessung und berichten über Fortschritte beim angestrebten Vergleich zweier optischer ¹⁷¹Yb⁺-Frequenznormale.

[1] J. Stenger, Chr. Tamm, N. Haverkamp, S. Weyers, H.R. Telle, Opt. Lett. 26, 1589 (2001).