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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 57: Poster 3: Quantengase, Ultrakalte Atome, Ultrakalte Moleküle, Materiewellen Optik, Präzisionsmessungen, Metrologie

Q 57.89: Poster

Donnerstag, 17. März 2011, 16:30–19:30, P1

Quantenrausch-limitierte Laser-Amplitudendetektion von Hochleistungslasern — •Patrick Kwee, Benno Willke und Karsten Danzmann — Albert-Einstein-Institut Hannover

Viele Präzisionsmessungen verwenden Modulationstechniken bei Radiofrequenzen ab 10 MHz, um störende Rauschquellen bei niedrigen Frequenzen zu vermeiden. Diese Techniken setzen allerdings eine empfindliche Detektion der Laser-Amplitude in diesem Frequenzbereich voraus. Das fundamentale Limit ist das Quantenrauschen, das von der detektierten Laserleistung abhängt, wobei eine höhere Leistung die Empfindlichkeit verbessert.

Die heute verwendeten Photodioden sind hier üblicherweise bei einer Leistung von ca. 10…100 mW durch die Zerstörschwelle der Photodiode und durch den dynamischen Bereich der Ausleseelektronik limitiert. Dies steht im Kontrast zu den verfügbaren Laserleistungen von bis zu ca. 100 W im Bereich der Präzisionsmessungen.

Ein Experiment wird vorgestellt, dass die Optical AC Coupling Technik verwendet, um eine quantenrausch-limitierte Amplitudendetektion von 10…100 W Laserstrahlen zu erlauben. Dabei wird ein optischer Resonator verwendet, um die Empfindlichkeit einer Photodiode zu erhöhen. Eine etwa tausendfach höhere Leistung im Gegensatz zu einer einfach Photodiode kann detektiert werden. Erste Messungen an einem 1064 nm Nd:YAG Laser bei Frequenzen zwischen 10…100 MHz werden vorgestellt.