Es gibt eine europäische Initiative, künftig großflächige organische Leuchtdioden (OLEDs) zur Raumbeleuchtung einzusetzen. Eine gleichmäßige Oberflächenhelligkeit ist dafür ein wichtiges Qualitätsmerkmal für großflächige OLEDs. In der PTB wurde ein neues Messverfahren zur Beschreibung einer repräsentativen Kennzahl für die Homogenität entwickelt, welches von der Industrie bereits während des...

Der Lichtstrom ist eine der wichtigsten photometrischen Größen zur Beurteilung der Effizienz moderner Lichtquellen. In der PTB wurden dafür mehrere in der Literatur dargestellte Messverfahren zur Bestimmung des Lichtstromes organischer Leuchtdioden (OLEDs) verglichen. Bei den ausführlichen Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass als einzige zuverlässige Messmethode die Goniophotometrie...

Das Phasenrauschverhalten leistungsskalierbarer Ytterbium-Faserlaser wurde in einer Zusammenarbeit mit dem Laser Zentrum Hannover und RP Photonics untersucht. Ein zentrales Ergebnis ist, dass durch Differenzfrequenzerzeugung resultierende THz-Frequenzkämme trotz eines – verglichen mit anderen Lasertypen – hohen Quantenrauschens hinreichend rauscharm sind, um sie in metrologischen Anwendungen...

Mittels phasensensitiv heterodyn-detektierter Vierwellenmischung lassen sich erstmalig beide Quadraturkomponenten der schnellen optischen Nichtlinearität in photonischen Bauelementen wie rein-optischen Schaltern charakterisieren und auf bekannte Kerr-Nichtlinearitäten von Referenzmaterialien zurückführen.

Im Rahmen der Aktivitäten in den EU- und BMBF-Projekten qu-Candela und EPHQUAM wurde für die relative Kalibrierung der Quanteneffizienz von Faser-gekoppelten Einzelphotonendetektoren (sog. Silizium-Avalanche-Photodioden) eine Methode aus der optischen Nachrichtentechnik implementiert. Dazu wird die Strahlung einer Einzelphotonenquelle genutzt, die auf der Laser-induzierten Emission von...

Eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich Radiometrie und Photometrie erfordern ein gleichförmiges Beleuchtungssystem mit einem in hohem Maße lambertschen Profil der Strahldichte und Leuchtdichte. Beispiele für solche Einsatzgebiete sind die Kalibrierung von Radiometern und Photometern sowie Testeinrichtungen für elektronische Bildgebungssysteme. Als spezielle Lichtquelle für gonioreflektometrische...

Ein internationaler Vergleich (EUROMET.PR-S2) der europäischen regionalen Metrologieorganisation EURAMET bezüglich der Strahlungsleistung von Hochleistungslasern wurde abgeschlossen. In diesem Vergleich, in dem die PTB als Pilotlabor agierte, wurden zwei Laserleistungsmessgeräte als Transferempfänger bei insgesamt 5 Messgrößen kalibriert und die Ergebnisse anschließend verglichen. Insgesamt 9...

Der äußerst schmalbandige elektrische Oktupolübergang vom S-Grundzustand zum ersten angeregten F-Zustand des Yb⁺-Ions wurde erstmals mit einem Diodenlaser spektroskopiert und hierbei eine Linienbreite im Bereich von 10 Hz beobachtet. Damit stehen mit dem für eine optische Atomuhr verwendeten Quadrupolübergang im gleichen Ion zwei äußerst schmalbandige Übergänge zur Verfügung, die u. a. zur...

In einem Demonstrationsexperiment konnte gezeigt werden, dass in einer Fontänenuhr die Frequenzinstabilität signifikant reduziert werden kann, wenn das für den Betrieb der Fontäne erforderliche Mikrowellensignal mit Hilfe eines rauscharmen Lasers und eines optischen Frequenzkamms stabilisiert wird.

Seit 1998 besteht eine Diskrepanz von etwa 1 · 10^-6 in den CODATA-Ausgleichsrechnungen zwischen dem Wert der am Einkristall aus natürlichem Silizium gemessenen Avogadrokonstante und dem von Fundamentalkonstanten abgeleiteten Wert. Dazu wurde die molare Masse M(Si) für Silizium natürlicher Isotopenzusammensetzung neu bestimmt. Für die Kalibrierung der massenspektrometrischen Untersuchungen am...

Für das internationale Avogadro-Projekt ist die interferometrische Bestimmung des mittleren Durchmessers von Silizium-Kugeln von entscheidender Bedeutung. Mit Hilfe von Optik-Simulationsrechnungen musste die Diskrepanz in den Angaben für den in PTB und NMIJ bestimmten mittleren Durchmesser aufgeklärt werden. Hierfür wurde zunächst eine Ray-Tracing-Simulation des in der PTB verwendeten...

Auf 1 kg-Siliziumkugeln, die als Dichtestandard und zur Neubestimmung der Avogadrokonstante dienen, wurde am METAS (Schweiz) eine Kontamination durch die Metalle Nickel und Kupfer mit einer Masse von ca. 75 µg gefunden. Diese aus dem Polierprozess stammende Kontamination wurde mit der Röntgenphotoelektronenspektroskopie und Röntgenfluoreszenzanalyse untersucht. An der PTB wurden Untersuchungen...

Optische Uhren erreichen eine Genauigkeit und Stabilität, die den heutigen primären Atomuhren bereits überlegen ist. Allerdings sind diese Uhren noch sehr aufwendige Laboraufbauten und noch nicht für spezielle Anwendungen, z. B. im Weltraum, geeignet. In einem Experiment an der PTB konnte nun gezeigt werden, dass auch mit einer deutlich vereinfachteren optischen Gitteruhr, die mit dem bosonischen...

Die Frequenzstabilität von Lasern, die in optischen Atomuhren eingesetzt werden, lässt sich durch Verwendung von Referenz-Resonatoren deutlich verbessern, bei denen Quarzglas-Spiegel auf einen Abstandshalter aus Ultra-Low-Expansion (ULE)-Glas aufgebracht sind. Solche Resonatoren weisen bei Raumtemperatur jedoch einen großen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) auf. In einem zum Patent...

In Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching (MPQ) bei München entsteht eine über 900 km lange Glasfaserverbindung zur Übertragung hochstabiler optischer Referenzfrequenzen. Das südliche Teilstück vom MPQ bis zum Rechenzentrum der Universität Erlangen wurde kürzlich in Betrieb genommen. Erste Messungen zeigen eine relative Frequenzinstabilität von 4,2 · 10^-14 bei...

Durch Übertragung einer optischen Frequenz über eine stabilisierte Faserverbindung von 73 km Länge ist es erstmalig gelungen, einen Uhrenlaser in der PTB mit einem Laser in der Leibniz-Universität in Hannover zu vergleichen. In Echtzeit wurde der Laser in Hannover charakterisiert und optimiert, so dass sich eine Obergrenze für die Instabilität von 5 · 10^-15 für Messzeiten zwischen 0,1 s und 40 s...

In der PTB wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem das magnetische Moment einzelner Nanopartikel quantitativ und rückführbar mit Hilfe eines Magnetkraftmikroskops gemessen werden kann.

Magnetische Materialien mit sehr hohem Energieprodukt und sehr hoher Koerzitivfeldstärke spielen bei der Entwicklung von Generatoren und Motoren eine Schlüsselrolle. In Zusammenarbeit des Fachbereichs 2.5 mit der China Jiliang Universität Zheijang wurden neue Legierungen auf Neodym-Eisen-Bor-Basis mit erhöhtem Energieprodukt und Koerzitivfeldstärke entwickelt und untersucht.

Mit dem Ziel ein Quantenstromnormal zu entwickeln werden in der PTB so genannte Einzelelektronenpumpen untersucht, die pro Arbeitstakt ein einzelnes Elektron transportieren. Ausschlaggebend für deren Eignung ist dabei die Zuverlässigkeit mit der wirklich genau ein Elektron pro Arbeitstakt geliefert wird. Durch Anlegen eines Magnetfeldes konnte diese Zuverlässigkeit – und damit die Unsicherheit der...

In der PTB wurde eine nichtinvasive Methode entwickelt, die Symmetrieuntersuchungen an Halbleiterstrukturen ermöglicht. Mit einem Femtosekundenlaser wird durch optische Anregung ein ultrakurzer Stromimpuls in einem Halbleiter induziert, der daraufhin elektromagnetische Strahlung im Terahertz-Frequenzbereich aussendet. Eine Analyse der Terahertz-Strahlung ermöglicht Rückschlüsse auf die Symmetrie...