Optik / Photonik

20. Nachkommastelle der optischen Frequenz innerhalb von Minuten

Optische Uhren sind auf dem besten Weg, die Definition der SI-Sekunde der internationalen Zeitskala zu übernehmen. In der letzten Zeit haben mehrere Forschungslabore weltweit erfolgreich durch das Vermessen optischer Referenzübergänge in ultrakalten Atomen zur Genauigkeit der Internationalen Atomzeit (TAI) beigetragen.

Das Schwingen solcher „optischen Pendel“ ist über 10.000 Mal schneller als das Pendel aktueller Atomuhren. Diese hohe Frequenz lässt sich stroboskopisch mittels eines optischen Frequenzkamms messen, eines stabilisierten Lasers mit sehr regelmäßigen Ausgangspulsen. Dabei bestimmt das Rauschniveau der Laserpulse, welche maximale Stabilität aus der optischen Uhr gewonnen werden kann.

In einer Arbeit von M. Giunta et al., die kürzlich in Nature Photonics erschienen ist, beschreiben Forscher der Firma Menlo Systems und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (MPQ) ein neues Frequenzkammsystem, den „FC1500-ULNplus“, das innerhalb nur einer Minute die Messung optischer Frequenzen bis zur 19. Nachkommastelle erlaubt und innerhalb einer Tagesmessung sogar die 20. Nachkommastelle überbietet. Das ist über zehn Mal genauer als die Präzision der aktuell besten optischen Uhren. Damit ist dieses Frequenzkammsystem gerüstet, die nächste Dekade in der Entwicklung optischer Uhren zu begleiten.

Die Veröffentlichung ist online frei zugänglich unter https://rdcu.be/bU7sY.

Contact

Menlo Systems GmbH

Am Klopferspitz 19a
82152 Martinsried
Deutschland

+49 (0)89 189166-0
+49 (0)89 189166-111

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