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Anwendungen

Metrologie und Frequenzkämme

Modengekoppelte Femtosekundenlaser emittieren tausende von diskreten Laserlinien mit einem Frequenzabstand, der direkt durch die Repetitionsrate fR des Lasers bestimmt ist. Sie werden daher auch oft als Frequenzkämme bezeichnet, dabei entspricht jede Zinke im Wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen von fR. So ermöglicht es ein Frequenzkamm, auf extrem einfache Weise eine direkte Verbindung zwischen der optischen Domäne (Hunderte von Terahertz) und dem Radiowellen-Frequenzbereich (Hunderte von Megahertz) zu etablieren, zwei Regionen des elektromagnetischen Spektrums, die  eigentlich mehrere Dekaden auseinanderliegen und in denen völlig unterschiedliche Technologien zur Anwendung kommen. Dies hat wesentlich dazu beigetragen, dass Frequenzkämme heute für die globale Forschungswelt so leistungsstarke Instrumente von unschätzbarem Wert geworden sind. In der Tat erhielten Theodor Hänsch und John Hall den Physik Nobelpreis 2005 für diese Erfindung.

Frequenzkämme erlauben heute präzise optische Frequenzmessungen analog zu einer simplen Messung einer Länge mit einem Lineal. Sie werden weltweit für physikalische Grundlagenexperimente, wie beispielsweise der Bestimmung der Veränderung von Naturkonstanten eingesetzt. Sie werden für Vielkanal-Spektroskopie oder zur Erzeugung von Mikrowellensignalen mit extrem geringem Phasenrauschen eingesetzt. Frequenzkämme haben auch einen wesentlichen Beitrag als ‚Uhrwerk‘ zur Entwicklung neuer und wesentlich genauerer optischen Atomuhren geleistet, die beispielsweise zu wesentlichen Verbesserungen im Bereich der Satellitennavigation führen werden.

Watch our 'Benefits of GHz mode spacing for frequency comb applications' here.

Die Femtosekundenlaser von Laser Quantum haben es ermöglicht, optische Frequenzmessungen mit 20 signifikanten Stellen zu ermöglichen, die höchste Präzision, die bisher gezeigt wurde. Es gibt drei wesentliche Gründe, warum Laser Quantum Femtosekundenlaser mit 1 GHz Pulsrate so erfolgreich als Frequenzkämme eingesetzt werden:

  • Der große Modenabstand von 1 GHz gestattet eine einfache Bestimmung des Modenindex
  • Die erreichbare Leistung pro Kammzinke ist bei 1 GHz circa 10 mal größer als mit einem konventionellen 100 MHz Laser
  • Laser Quantums GHz Laser haben einen extrem geringen Platzbedarf
  • taccor - Turnkey femtosekundenlaser mit 1 GHz repetitionsrate und 15 fs pulsen
  • gecco -  84MHz Laser mit integrierter Pumpquelle und hohem Bedienungskomfort

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