Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Moderne optischen Frequenznormale, z.B. realisiert durch das Calcium- oder Yb⁺-Einzelion Frequenznormal der PTB, zeigen hervorragende Frequenzstabilität und extrem kleine Unsicherheiten. Um das volle Potenzial dieser ultrapräzisen Normale nutzen zu können, muss deren Frequenz mit der Frequenz eines primären Normals für Zeit und Frequenz verglichen werden. Eine Schlüsseltechnologie für die Messung der Frequenz optischer Frequenznormale sind Frequenzkammgeneratoren, die es erlauben, eine optische Frequenz von einigen 100 THz ohne Genauigkeitsverlust auf leicht zu messende Radiofrequenzen ( typ. 10- 100 MHz ) abzubilden. Damit ist eine wesentliche Voraussetzung für die zukünftige Realisierung optischer Uhren geschaffen. Wie im Bild dargestellt, ist das Besondere dieses Lasers (ein modengekoppelter Ultrakurzpulslaser) das spezielle Frequenzspektrum, das aus einer Vielzahl äquidistanter Moden besteht, die, bildlich gesprochen, den Millimeterstrichen auf einem Lineal entsprechen. Das gesamte Kammspektrum ist durch nur zwei Frequenzwerte vollständig bestimmt, die einfach gemessen werden können: den Modenabstand f_rep und eine Offsetfrequenz ν_ceo, die die absolute Position des Kammes bezüglich des Frequenz-Nullpunktes angibt.