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Optik

Abteilung 4

Gleich drei Basiseinheiten des internationalen Einheitensystems sind in der Optik beheimatet: die der Länge, Zeit und Lichtstärke. Darauf aufbauend werden für verschiedene optische Größen höchstgenaue Normale und Messmethoden entwickelt.

Aufgaben

Die Abteilung "Optik" unterstützt Industrie, Wissenschaft und Gesellschaft durch Bereitstellung von Messmöglichkeiten sowie Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet optischer Technologien. Aufbauend auf den Basiseinheiten von Länge, Zeit und Lichtstärke werden verschiedene Einheiten dargestellt und weitergegeben sowie höchstgenaue Normale und Messmethoden entwickelt.

Die Abteilung realisiert mit der Zeitskala UTC (PTB) die gesetzliche Zeit in der Bundesrepublik Deutschland, führt Präzisionsmessungen auf unterschiedlichen Gebieten der Optik durch und arbeitet bei der Zertifizierung und der internationalen Normung mit.

4 Abteilungsbericht aus dem Jahresbericht 20214 Abteilungsbericht aus dem Jahresbericht 2021

Der Initiates file downloadAbteilungsbericht gibt einen Überblick über die wichtigsten Nachrichten und Ereignisse der Abteilung „Optik“ des letzten Jahres und ergänzt somit den Opens internal link in current windowJahresbericht-2021 der PTB.

Nachrichten

In einer mehrmonatigen Vergleichskampagne wurden die Frequenzen der Primären Caesium-Fontänenuhren der PTB, CSF1 und CSF2, mit der Frequenz der Fontänenuhr FCs2 des National Research Council Canada (NRC) verglichen. Dazu wurde ein spezielles GPS-Verfahren, Precise Point Positioning with carrier-phase integer Ambiguity Resolution (PPP-AR), verwendet, das gegenüber herkömmlichen GPS-Vergleichsverfahren ein deutlich reduziertes Rauschen aufweist. Die Frequenzinstabilität dieses Verfahrens ermöglicht es, bei Mittelungszeiten von einem bzw. sieben Tagen statistische Unsicherheiten von 7×10-16 bzw. 1×10-16 (Allan-Standardabweichung) und bei Mittelungszeiten von 20 bis 30 Tagen den mittleren bis niedrigen 10-17-Bereich zu erreichen. Der Vergleich der Fontänenuhren erfolgte über insgesamt 135 Tage parallel über PPP-AR und das herkömmliche GPS-PPP Verfahren, das im Bereich von 1×10-16 limitierend ist. Im Ergebnis stimmen die...

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Für die optische Erzeugung hochstabiler Mikrowellensignale für Fontänenuhren wurde ein neues System entwickelt, das aus einem schmalbandigen, auf einen Resonator stabilisierten 1,5 µm Laser und einem kommerziellen Frequenzkammsystem beruht. Die 9,6 GHz Ausgangsfrequenz des Systems wird auf die 100 MHz Ausgangsfrequenz eines Wasserstoff-Masers geregelt und für die Abfrage des Uhrenübergangs in den Caesium-Fontänenuhren der PTB verwendet.

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Die Erzeugung von Laserlicht wird aufwändiger und schwieriger je kürzer die benötigte Wellenlänge ist.
Im Fachbereich Zeit und Frequenz der PTB wurde jetzt ein Lasersystem im Vakuum-Ultravioletten Spektralbereich bei 150 nm zur Anregung eines Übergangs im Thorium-229 Atomkern in Betrieb genommen.
Diese Kernresonanz ist von besonderem Interesse für eine neuartige, hochgenaue optische Uhr. In ersten Experimenten mit dem neuen Lasersystem konnten mehrere Übergänge in der Elektronenhülle von Thoriumionen angeregt werden.

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Weitere Nachrichten

Fachbereiche & ArbeitsgruppenFachbereiche & Arbeitsgruppen

Weitere InformationenWeitere Informationen

Angebote für Student*innen

Wie an der PTB im Allgemeinen, besteht in der Abteilung Optik die Möglichkeit eine studentische Arbeit zu schreiben, ein Praktikum zu absolvieren oder sich als Werkstudent*in an der Forschung zu beteiligen. Bei Interesse an den Themen und Projekten der Arbeitsgruppe, können Sie sich zunächst an Opens external link in new windowdie zentralen Ansprechpartner*innen wenden und dort als Wunsch die Arbeitsgruppe nennen.

Angebote für Doktorand*innen

Wie an der PTB im Allgemeinen, ist die Abteilung Optik in vielen Kooperationen mit Hochschulen, Forschungseinrichtungen, der Industrie und anderen Metrologieinstituten weltweit aktiv. Diese Kooperationen unterstützen viele spannende Drittmittelmöglichkeiten für Doktorand*innen, in die Forschung der PTB einzusteigen. Bei Interesse an den Themen und Projekten der Arbeitsgruppen, können Sie sich zunächst bei den Opens external link in new windowStellenausschreibungen erkundigen.