Division 4 Optics

Das DUV-Scatterometer der PTB wurde hinsichtlich des Dynamikbereichs, der Linearität und des Auswerteverfahrens zur Bestimmung der zu messenden Beugungseffizienzen weiterentwickelt. Mit dem verbesserten System wurden Strukturmessungen an einer Molybdänsilizid-Photomaske durchgeführt. Ein Vergleich mit Ergebnissen zweier Messplätze des Advanced Mask Technology Center, Dresden, konnte vormals...

Die Bestimmung des internen Zustands von einzelnen Ionen ist von zentraler Bedeutung für die Spektroskopie und für Frequenznormale. Bei diesem Schrotrausch-limitierten Messprozess werden nur einige wenige Photonen detektiert. Die Güte und Robustheit dieses Messprozesses konnte nun durch ein neuartiges Verfahren signifikant erhöht werden. Die Implementierung mit Magnesium-Ionen ermöglicht es,...

Der mechanische Aufbau des nationalen Normals für gerichtete spektrale Transmission und Reflexion (NanoTrans und NanoRef) wurde weitestgehend abgeschlossen. Nach Evaluierungsmessungen bezüglich der Transmissionsskala konnte der reguläre Messbetrieb im Wellenlängenbereich von 200 nm bis ca. 2,5 µm wieder aufgenommen werden. Auch für die Größe regulärer spektraler Reflexionsgrad kann der Messbetrieb...

Die Bestimmung des internen Zustands von einzelnen Ionen ist von zentraler Bedeutung für die Spektroskopie und für Frequenznormale. Bei diesem Schrotrausch-limitierten Messprozess werden nur einige wenige Photonen detektiert. Die Güte und Robustheit dieses Messprozesses konnte nun durch ein neuartiges Verfahren signifikant erhöht werden. Die Implementierung mit Magnesium-Ionen ermöglicht es,...

Häufig weist die Emission praxisrelevanter Einzelphotonenquellen, wie z. B. Stickstofffehlstellen in Diamant (NV-Zentren), einen verbleibenden Mehrphotonenanteil auf, welcher zu abweichenden Ergebnissen bei der Kalibrierung von in der Quantenkommunikation, Biologie oder Astronomie genutzten Einzelphotonendetektoren führt. Deshalb wurde die Photonenstatistik des abgestrahlten Fluoreszenzlichts...

Mit einem in der PTB neu entwickelten Frequenzverschiebeverfahren kann die Frequenz optischer Frequenzkämme und damit jede einzelne Frequenz nach einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf verschoben werden. Der externe Frequenzverschieber besteht aus einem geeignet angesteuerten elektrooptischen Modulator. Das Frequenzverschiebeverfahren ist universell, d. h. ohne Resonatoreingriff, für...

Es wurde theoretisch ein neues Konzept für atomare Frequenznormale untersucht, das es ermöglicht, eine reproduzierbare „synthetische“ Ausgangsfrequenz zu erzeugen, die in einem weiten Bereich von der Verschiebung der atomaren Übergangsfrequenz durch thermische Strahlung unabhängig ist.

Die Verwendung der sogenannten Rapid Adiabatic Passage in der Fontänen-Uhr CSF2 ermöglichte es, die systematische Unsicherheit bei der Ermittlung der Stoßverschiebung um eine Größenordnung zu verringern. Damit kann die statistische Messunsicherheit durch den Betrieb mit höheren Atomzahlen gesenkt werden, ohne dass die systematische Unsicherheit aufgrund von Stößen signifikant steigt.

Um optische Uhren weiter zu verbessern müssen die Einflüsse äußerer elektrischer Felder oder der Temperaturstrahlung auf die Atome in speziellen Umgebungen genau untersucht werden. Die im optischen Gitter der Strontium-Gitteruhr gehaltenen kalten Atome können jetzt um 5 cm mit einer Transporteffizienz > 95 %, innerhalb von 230 ms, ohne signifikante Heizung transportiert werden.

Phasengradienten in Mikrowellen-Resonatoren von Fontänen-Uhren bewirken Frequenzverschiebungen des Uhrenübergangs. Die entsprechenden Effekte wurden neu und umfassend an der Fontänen-Uhr CSF2 untersucht. Zusammen mit einer verringerten Unsicherheit der Stoßverschiebung ist die Gesamtunsicherheit von CSF2 gegenüber der früheren Evaluation auf 4,1 x 10^-16 annähernd halbiert worden.