Frequenzkamm
Quelle:http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzkamm
Der Frequenzkammgenerator ist eine Messeinrichtung für die hochgenaue Frequenzmessung;
indirekt werden damit auch hochgenaue Entfernungsmessungen möglich. Dieses Instrument erzeugt
einen Lichtstrahl, den sogenannten Frequenzkamm, mit dem sich die Schwingungsfrequenz eines
anderen Lichtstrahls um fünf Größenordnungen genauer als mit den bis dahin bekannten Methoden
bestimmen lässt.
Mit einem Frequenzkamm kann die Frequenz einer elektromagnetischen Strahlung (unter anderem
auch Licht) sehr präzise gemessen werden. Das Gerät wurde 1998 in der Arbeitsgruppe von
Theodor W. Hänsch am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erfunden, der dafür 2005 den
Nobelpreis für Physik erhielt.
Das Frequenz-Spektrum des Lichts aus einem Frequenzkammgenerator besteht aus diskreten und
streng periodischen Linien (hier farbig dargestellt), den „Zinken“ des Frequenzkamms. (Details zu
den Formelzeichen unter Träger-Einhüllenden-Phase)
Die Forscher hatten das Problem, eine Frequenz von fast 1015 Hz zu messen, was bislang
unmöglich war für die gängige Elektronik. Damit kann man zurzeit Frequenzen bis etwa 1011 Hz
messen. Der Frequenzkamm arbeitet entsprechend der Analogie eines optischen Getriebes: Die zu
messende Frequenz wird in eine niedrigere Frequenz übersetzt wie beispielsweise in Radiowellen.
Das Herzstück ist ein Laser, der Lichtwellen von sehr genau bekannter Frequenz liefert, die mit dem
zu vermessenden Lichtstrahl interferieren. Es bildet sich ein Interferenzmuster mit einer Frequenz
im Radiobereich (eine sogenannte Schwebung), aus der sich dann auf die unbekannte Frequenz
schließen lässt. Ein Frequenzkamm arbeitet nicht nur mit einer einzigen Frequenz, sondern mit
mehreren scharfen Linien im sichtbaren Bereich, den „Zinken eines Kamms“, daher die
Namensgebung.