08.12.2011
Die sehr präzise Messung der Frequenz elektromagnetischer Strahlung erfolgt heute im Allgemeinen unter Nutzung eines sogenannten Frequenzkamms. Die Bezeichnung rührt daher, dass das Frequenzspektrum eines zeitlich gepulsten, periodischen Signals – ähnlich den Zinken eines Kammes – viele scharfe Linien in gleichem Abstand aufweist.
In der Arbeitsgruppe THz-Optik konnte nun erstmals mit Hilfe eines Frequenzkamms auch die Frequenz von THz-Strahlung mit höchster Auflösung bestimmt werden. Dazu wurde eine photoleitende Antenne aus einem speziellen Halbeitermaterial mit einem periodischen Femtosekunden-Laserpulszug angeregt. Dadurch wird in dem Material ein Frequenzkamm der Ladungsträgerdichte generiert, der sich über einen Bereich von 0 bis zu einigen THz erstreckt. Über einen sogenannten Mischprozess zwischen dem Ladungsträgerkamm und der zu vermessenden THz-Strahlung wird ein messbarer Wechselstrom in der Antenne erzeugt. Die Messung der Frequenz dieses Wechselstroms erlaubt die präzise Bestimmung der Frequenz der THz-Strahlung.
Für die Messung der Frequenz der THz-Strahlung mit höchster Auflösung musste der Fehler durch die Schwankungen der Wiederholrate der Laserpulse des optischen Frequenzkamms berücksichtigt werden. Auch diese Schwankungen der Wiederholrate konnten über einen weiteren Mischprozess mit höchster Genauigkeit bestimmt werden. Durch Kombination der beiden Messungen über einen einfachen Korrekturalgorithmus konnte so ein System zur Präzisionsmessung von THz-Frequenzen realisiert werden, das um den Faktor 100 präziser misst als bisherige Verfahren zur THz-Frequenzmessung.
Ansprechpartner: H. Füser
Fachbereich 2.5 : Halbleiterphysik und Magnetismus