Ultrastabile Laser

Mit der Erfindung des Lasers im Jahr 1960 steht eine Lichtquelle zur Verfügung, die im Prinzip eine fast perfekte kontinuierliche Lichtwelle aussenden kann. In der Praxis ist die Phase des Wellenzugs allerdings gestört – meist durch äußere Einflüsse, wie Vibrationen oder Temperaturfluktuationen, aber auch durch fundamentale Begrenzungen wie Quantenrauschen durch die spontane Emission von Photonen in den Laserresonator [Schawlow1958]. Im Licht eines typischen kommerziellen Lasers gerät der Wellenzug nach wenigen Mikrosekunden bis zu wenigen Millisekunden aus dem Takt. Diese sogenannte Kohärenzzeit tc entspricht einer Linienbreite Δν = 1/π ∙ tc der Strahlung von einigen kHz bis zu MHz. Wegen der Größe der Lichtgeschwindigkeit ist trotz der kurzen Kohärenzzeit die Länge des kohärenten Wellenzugs sehr groß und liegt bei 300 m bis 300 km. Das ist deutlich größer als der Wegunterschied in üblichen Interferometern und hat daher zur großen Bedeutung des Lasers für die Längenmesstechnik geführt.Enthalten in PTB-Mitteilungen. 128. Jahrgang, Heft 3, Dezember 2018. ISSN 0030-834