Hannover 2003 – scientific programme

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Q: Quantenoptik

Q 42: Poster: Pr
äzisionsmessungen

Q 42.2: Poster

Thursday, March 27, 2003, 16:30–18:30, Lichthof

Geauigkeit und Stabilität von Differenzfrequenzkämmen — •M. Zimmermann, Ch. Gohle, R. Holzwarth, Th. Udem und T.W. Hänsch — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Straße 1, 85748 Garching b. M.

Das optische Spektrum eines fs-Lasers besitzt eine kammartige Struktur, die sich durch die Gleichung f_n = n× f_rep + f_ceo beschreiben läßt, wobei f_rep die Pulswiederholrate, f_ceo die Carrier Envelope Offset Frequenz und n eine ganze Zahl in der Größenordung von 10⁶ ist. Mit Hilfe von mikrostrukturierten Glasfasern ist es möglich, das Spektrum von fs-Lasern auf mehr als eine Oktave zu verbreitern, ohne die Kammstruktur zu zerstören. Dadurch ist es auf einfache Art möglich, die beiden Freiheitsgrade f_rep und f_ceo des Kamms zu kontrollieren. Damit sind fs-Frequenzkämme ideale Werkzeuge zur genauen Messung optischer Frequenzen bzw. eignen sich als Uhrwerke für zukünftige optische Atomuhren. Mit Hilfe von Differenzfrequenzmischung hinter der Glasfaser ist es möglich, einen optischen Frequenzkamm zu erzeugen, dessen f_ceo exakt Null ist, was experimentel bis auf 6.6× 10⁻²¹ bestätigt werden konnte. Für die Stabilität relativ zum Orginalkamm wurden normierte Allanvarianzen von unter 10⁻¹⁸ für eine Sekunde Torzeit gemessen. Dadurch und durch die Tatsache, daß nur die Pulswiederholrate stabilisiert werden muß, sind Differenzfrequenzkämme auf besondere Weise als Uhrwerke für optische Atomuhren geeignet, die das Potential besitzen, die hohe Stabilität und Genauigkeit optischer Frequenzstandards ohne Verluste in den Radiofrequenzbereich zu übertragen.