Titanium-Laser misst hochpräzise
Forscher des US-"National Institute of Standards and Technology" [NIST] und der Bell Labs von Lucent stellten jetzt ihre neue Technologie der präzisen Frequenzmessung von Licht im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichtes vor.
Die neue Methode erlaubt laut NIST und Lucent die Entwicklung von hochpräzisen Atomuhren, die exakte Identifikation von Molekülen mittels Spektroskopie und liefert für die Telekommunikationsindustrie zuverlässigere Frequenzstandards.
Die Methode der exakten Messung
Die Forscher brachten einen Titaniumlaser dazu, dass er einen
sich wiederholenden Zug von ultrakurzen Lichtpulsen generiert. Jeder
der Lichtpulse ist so kurz, dass er nur drei volle Lichtzyklen
enthält. Das Output-Spektrum eines solchen Lasers ist eine Serie von
exakt definierten Spektrallinien. Die Wissenwschaftler nannten
dieses Spektrum "Kamm", da es einem gewöhnlichen Taschenkamm ähnlich
sah. Erschienen ist die vollständige Arbeit im Wissenschhaftsmagazin
"Science" [3.5.2000]
Science MagazineHohe Präzision
Die neue Methode arbeitet mit einem einzelnen Laser statt eines schwerfälligen Lasersystems, um jene optischen Frequenzen exakt bestimmen zu können.
Die größere Genauigkeit ihrer Technologie führen die Forscher auf die Verwendung der exakt definierten Frequenzstandards einer Cäsium-133-Atomuhr zurück.
Bestimmung der "absoluten" Frequenz
Normalerweise besteht kein definiertes Verhältnis zwischen
Pulsumfang und der Wellenlänge des Laserlichtes. Aber bei der neu
entwickelten Methode der NIST-Lucent-Forscher stehen Pulsumfang und
Laserlichwellenlänge über eine Kontrollphase in einem spezifischen
Verhältnis zueinander. Zusätzlich ist die Wiederholungsrate der
Pulse auf die Standard-Cäsium-Mikrowellenfrequenz hin ausgerichtet.
Das erst ermöglicht die genaue Bestimmung der Frequenz der einzelnen
"Zähne" des "Spektrumkammes". Es liefert ein zuverlässiges Mittel
der Messung optischer Frequenzen mit einem einzelnen Laser.
Original News Release des National Institute of Standards and TechnologyEin sichtbares Kontinuum von Lichtwellenfrequenzen wird in einer neuartigen Mikrofaser generiert. Das Licht ist dabei auf das feste Kernstück der Faser begrenzt, das von einem Ring aus Luftlöchern umgeben ist.
Dieses spezielle Faserdesign besitzt besondere Lichtstreuungs-Eigenschaften und garantiert einen minimalen Verlust an Licht.
NIST Physics Laboratory