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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.

Nachrichten

Einzelphotonenquellen sind vielversprechende Kandidaten als Standardquelle für die Radiometrie. Ziel ist es, solche Quellen für die effiziente Kalibrierung der Detektionseffizienz von Einzelphotonendetektoren zu nutzen, da ihre Photonenstatistik keinen Einfluss auf das Kalibriersignal hat. Momentan werden hierfür noch stark abgeschwächte Laser verwendet, welche eine gewisse Wahrscheinlichkeit zur Multi-Photon-Emission besitzen und die Messung daher korrigiert werden muss. Die Verwendung einer puren Einzelphotonenquelle würde eine solche Korrektur der Messung unnötig machen und das Messunsicherheitsbudget verringern.

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Im Rahmen des im Metrologischen Forschungsprogramms EMRP geförderten Projekt NEWSTAR wurde experimentell die Berechenbarkeit eines berechenbaren quanteneffizienten Detektors bzgl. seines polarisations-, winkel- und bandbreitenabhängigen Verhaltens überprüft und bestätigt. Die Empfindlichkeit eines Photometers wurde schließlich gegen diesen Detektor kalibriert und das Ergebnis mit dem Wert verglichen, der sich aus der Kalibrierung entsprechend der aktuellen Rückführungskette ergibt, wobei sich eine Übereinstimmung im Rahmen der Messunsicherheit ergab.

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Um die spektrale Bestrahlungsstärke der Sonne im nahen Infrarot (NIR) hochgenau vermessen zu können, wurden Spektroradiometer des „Institut royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique“ (BIRA-IASB) direkt auf das nationale Normal der PTB für spektrale Bestrahlungsstärke, den Schwarzen Strahler rückgeführt. Anschließend konnten bei der PYR-ILIOS Messkampagne am Mauna Loa Observatory (Hawaii, USA) erfolgreich sogenannte „Top Of Atmosphere“- /Messungen mit den in der PTB kalibrierten Geräten durchgeführt werden.

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