Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Spiegel-Konzept macht Herstellung frequenzstabiler Laser einfacher

19.11.2009
Unternehmen als Verwertungspartner für PTB-Patent gesucht

Ein neuartiges Spiegel-Konzept, das in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickelt und bereits patentiert worden ist, ermöglicht es, Fabry-Perot-Resonatoren bei Zimmertemperatur zu betreiben, ohne dass das thermische Rauschen zum Problem wird. So können frequenzstabile Laser einfacher als bisher hergestellt werden. Interessante Anwendungen sind die Realierung optischer Uhren, die Übermittlung von Frequenzen in der Nachrichtentechnik oder die Ultrapräzisions-Spektroskopie.


Ultrastabiler optischer Resonator aus ULE-Glas. Ein solcher Resonator zeigt bei 20°C keine thermische Längenänderung. (Abb.: PTB)

Eine geringe Längenausdehnung auf der einen Seite, ein geringes thermisches Rauschen (vergleichbar zur Brownschen Molekularbewegung) auf der anderen - das war mit vertretbarem Aufwand nicht gleichzeitig zu bekommen. Daher wählte man bisher sowohl für die Spiegel als auch für die Abstandhalter in einem ultrastabilen Fabry-Perot-Resonator in der Regel Ultra-Low-Expansion(ULE)-Glas. Es weist bei ca. 20°C einen Nulldurchgang in seiner Längenausdehnung auf, sorgt aber für ein relativ hohes thermisches Rauschen im Spiegel, sodass dieser Faktor die Frequenzstabilität der Resonatoren limitiert. Die Alternative wäre ein Spiegel aus Quarzglas, der ein deutlich geringeres thermisches Rauschen aufweist, sich aber bei 20°C um ein Vielfaches mehr ausdehnt. Die unterschiedliche Temperaturausdehnung von Quarzglasspiegel und ULE-Abstandhalter führt zu einer Aufwölbung der Spiegel und verursacht eine Verschiebung des Nulldurchgangs der Längenausdehnung des Resonators auf bis zu -10°C. Eine Stabilisierung des Resonators auf diese Temperatur ist technisch sehr aufwendig.

Bei dem PTB-Patent wird an der Rückseite eines Quarzglasspiegels ein Ring aus ULE-Glas angebracht. Der Ring wirkt der Deformation des Spiegels entgegen, sodass sich der Nulldurchgang der Längenausdehnung des Resonators wieder bei 20°C befindet. Damit sind Fabry-Perot-Resonatoren mit deutlich verringertem thermischen Rauschen möglich, die gleichzeitig im Bereich der Zimmertemperatur eine verschwindend kleine Längenausdehnung aufweisen. Das neuartige Spiegelelement kann in Referenzresonatoren eingesetzt werden, die zur Stabilisierung von Lasersystemen dienen. Solche Lasersysteme erreichen eine relative Frequenzstabilität von bis zu 10-16 und können mit einer technisch einfachen Temperaturstabilisierung des Referenzresonators betrieben werden.

Für das Patent sucht die PTB im Rahmen des Technologietransfers Unternehmen als Verwertungspartner, die es lizensieren und so die Vorteile der Innovation in ein neues Produkt einfließen lassen.

Ansprechpartner:
Dr. Thomas Legero, PTB-Fachbereich 4.3 Quantenoptik und Längeneinheit,
Telefon: (0531) 592-4306, E-Mail: thomas.legero@ptb.de
Dr. Bernhard Smandek, PTB-Technologietransfer, Telefon: (0531) 592-8303,
E-Mail: bernhard.smandek@ptb.de, http://www.technologietransfer.ptb.de

Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.technologietransfer.ptb.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas
19.09.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern
15.09.2017 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik