Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 13: Präzisionsmessungen I

Q 13.5: Vortrag

Montag, 19. März 2007, 17:45–18:00, 5L

Rauscharmer fs-Faserlaser mit 250 MHz Repetitionsrate für Frequenzkammanwendungen — •Tobias Wilken¹, Theodor W. Hänsch¹, Ronald Holzwarth^1,2, Peter Adel² und Michael Mai² — ¹Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching — ²Menlo Systems GmbH, Am Klopferspitz 19, 82152 Martinsried

Er³⁺-dotierte Faserlaser eignen sich sehr gut zur effizienten Erzeugung von Frequenzkämmen für die Messung optischer Frequenzen. Gegenüber den mit Ti:Sa-Lasern erzeugten Frequenzkämmen hatten sie jedoch bisher zwei entscheidende Nachteile. Zum Einen erschwerte die relativ niedrige Repetitionsrate von 100 MHz oder weniger die Unterscheidung der einzelnen Kammmoden mit einem einfachen Wavemeter. Zum Anderen haben Faserfrequenzkämme ein relativ hohes Phasenrauschen der Carrier Envelope Offset (CEO) Frequenz.
Wir haben die Repetitionsrate durch einen sehr kompakten Aufbau und durch Nutzung hoch dotierter Er-Faser auf 250 MHz steigern können. Bei gleicher Pulsenergie steht damit im Vergleich zu früheren Systemen eine 2,5 fach höhere Leistung pro Mode zur Verfügung. Gleichzeitig können die einzelnen Kammmoden nun bequem mit einem Wavemeter unterschieden werden.
Das CEO-Phasenrauschen konnte von uns auf unter 500 mrad reduziert werden. Dazu haben wir eine Phasenstabilisierung mit einer Regelbandreite von über 100 kHz verwendet und zusätzlich das Regelsignal hochpassgefiltert um dem durch die Lebensdauer des oberen Laserniveaus bedingten Tiefpassverhalten des Systems entgegenzuwirken.