Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Helmholtz-Preis für Entdecker des "Mini-Frequenzkammes"

08.04.2009
Bedeutendster Preis für Metrologie geht an Tobias J. Kippenberg, Ronald Holzwarth und Pascal Del Haye - völlig neuer Ansatz bei der exakten Messung von Frequenzen

Ein Frequenzkamm, mit dem sich hohe Frequenzen in niedrige übersetzen und zugleich extrem genau messen lassen, ist nicht nur ein physikalisches Meisterstück, sondern auch ein Preis-Sammler: Nachdem er bereits den Physik-Nobelpreis wert war (verliehen in 2005 an Theodor Hänsch und John L. Hall), wird ein alternatives Verfahren für einen Frequenzkamm jetzt mit dem Helmholtz-Preis, dem bedeutendsten europäischen Metrologiepreis, ausgezeichnet.

Für die Entwicklung eines optischen Frequenzkamms auf einem Chip, der zudem auf einem völlig anderen physikalischen Prinzip als sein Vorgänger basiert, erhalten Dr. Tobias J. Kippenberg und seine Kollegen Dr. Ronald Holzwarth und Pascal Del Haye vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching jetzt den Helmholtz-Preis 2009. Tobias Kippenberg ist mittlerweile Professor an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL, École polytechnique fédérale de Lausanne). Der mit 20 000 Euro dotierte Preis wird am 23. Juni in einer Feierstunde im Anschluss an das öffentliche Hermann-von-Helmholtz-Symposium in der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften am Gendarmenmarkt in Berlin verliehen.

"Die Auswahl der Preisträger ist nicht leicht gefallen", gibt Prof. Dr. Ernst O. Göbel, Präsident der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und Vorsitzer des Verwaltungsrates des Helmholtz-Fonds, zu. "Unsere Gutachter haben festgestellt, dass die Qualität der eingereichten Arbeiten in den letzen Jahren stetig gestiegen ist." Immerhin 36 Wissenschaftler/innen bzw. Wissenschaftler-Gruppen hatten sich in diesem Jahr beworben. Die Wahl der Jury fiel schließlich auf die von Kippenberg und seinen Kollegen eingereichte Arbeit zu einer neuen Generation von miniaturisierten Frequenzkämmen.

Ein herkömmlicher Frequenzkamm wird mit den extrem kurzen Lichtblitzen eines Femtosekundenlasers erzeugt. Das Emissionsspektrum eines solchen Kurzpulslasers besteht aus einzelnen Linien, die alle den gleichen Frequenzabstand zu einander haben. Dagegen beruht der neue "Mini-Kamm" auf einem Mikroresonator. Wird in ihn Laserlicht eingekoppelt, so treten extrem hohe Lichtintensitäten (Photonendichten) auf, mit einer Fülle von nichtlinearen Effekten. Ein solcher Effekt, der "Kerr-Effekt", ermöglicht die Entstehung eines Frequenzkammes: Zwei Lichtquanten gleicher Energie werden in zwei Photonen umgewandelt, von denen das eine eine höhere, das andere eine niedrigere Energie hat. Die neu erzeugten Photonen können nun ihrerseits mit den ursprünglichen Lichtquanten interagieren und dabei wiederum neue Frequenzen erzeugen. Aus dieser Kaskade entsteht ein überraschend breites Spektrum von Frequenzen - ganz ohne die Verstärkung durch ein Lasermedium, das bei der herkömmlichen Methode nötig ist. Wie beim Femtosekundenlaser haben die im Mikroresonator generierten Frequenzen mit extrem großer Genauigkeit den gleichen Abstand, so dass sich der "Kamm" hervorragend für Frequenzmessungen eignet.

Weil der neuartige Frequenzkamm so kompakt ist, sind seine Frequenzabstände sehr groß; er hat also weniger Zacken pro Frequenzintervall und auf jede "Zacke des Kamms" entfällt eine wesentlich höhere Leistung. Das hat zum Beispiel Vorteile für die Kalibrierung von Echelle-Spektrometern, die in der Astronomie beispielsweise zur Entdeckung erdähnlicher Planeten außerhalb unseres Sonnensystems eingesetzt werden.

Neben der Messung von optischen Frequenzen und der Entwicklung noch genauerer optischer Uhren liegt eine weitere vielversprechende Anwendung in der optischen Telekommunikation, da der Abstand der Kamm-Moden ziemlich genau mit den typischen Anforderungen für die "Träger" der Datenkanäle in der Glasfaser-basierten optischen Telekommunikation übereinstimmt. Während bisher für jeden Frequenzkanal ein eigener Generator mit eigenem Laser erforderlich ist, würde es der neue Ansatz ermöglichen, mit einem einzigen Bauelement eine Vielzahl von Datenkanälen zu definieren.

ptb/es/jes

Die Originalveröffentlichung:
Optical frequency comb generation from a monolithic microresonator. P. Del Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg. Nature 450, 1214-1217, 27 December 2007.
Ansprechpartner:
Dr. Jürgen Helmcke,
helmholtzpreis@ptb.de
Helmholtz-Fonds. e.V.
c/o Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
Bundesallee 100
38116 Braunschweig

Dr. Jens Simon | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de
http://www.helmholtz-fonds.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Wirtschaftsmagazin Capital: Platz 1 für wohngesundes Bauen geht an das Ökohaus-Unternehmen Baufritz
18.06.2018 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

nachricht Muskelaufbau im Computer: Internationales Team will Entstehung von Myofibrillen enträtseln
13.06.2018 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics