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Projektübersicht

Adibaba

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Projektbeschreibung

Im Rahmen des Projekts soll ein optischer Frequenzkonverter realisiert und untersucht werden, der eingestrahltes Laserlicht in der Frequenz um einige 10 THz verschiebt (> 50 nm bei 1 µm Wellenlänge). Die Konversion soll mit 100 % interner Effizienz auf der Nanosekunden-Zeitskala ablaufen, und zwar mit einem System für alle Wellenlängen – vom sichtbaren Spektralbereich bis an die Grenze zum mittleren Infrarot. Dabei folgt der Wert der Frequenzverschiebung einer angelegten elektrischen Spannung, so dass sich fast beliebige zeitlich variierende Signale durch Spannungsmodulation realisieren lassen, z. B. lineare Frequenz-Chirps. Das soll durch adiabatische Frequenzkonversion ermöglicht werden, deren akustisches Analogon wohlbekannt ist: Zupft man eine Gitarrensaite und variiert deren Länge während der Abklingzeit, verändert sich die Tonhöhe. Dieses Prinzip lässt sich auf die Optik übertragen: Hier koppelt man Licht in einen Resonator ein und variiert dessen optische Länge während der Abklingzeit. Die Frequenz des im Resonator zirkulierenden Lichts folgt der sich verändernden Resonanzfrequenz. Diese Art der Frequenzkonversion hat deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden. So beträgt die Effizienz 100 %, unabhängig von der Lichtintensität, und der Prozess funktioniert für Licht aller Wellenlängen, die in dem Resonator zirkulieren können. Bisher wurden nur relativ kleine Frequenzverschiebungen im Bereich einiger 100 GHz realisiert (1 nm bei 1 µm Wellenlänge). Wir planen, diesen Wert auf das Hundertfache zu steigern. Das soll durch den Einsatz von Adiabatische Frequenzkonversion mit Hilfe der elektro-optischen Antwort von Kalium-Niobat-Tantalat-Mischkristallen Flüstergalerieresonatoren aus Kalium-Tantalat-Niobat-Kristallen (KTN) gelingen. Diese weisen in der Nähe des über die Einstellung der Kristalltemperatur erreichbaren Übergangs zwischen ferro- und paraelektrischer Phase ungewöhnlich hohe elektro-optische Koeffizienten auf, die beispiellos weite Frequenzverschiebungen ermöglichen könnten.

Laufzeit

01.01.2021 bis 31.12.2023

Projektleitung

Breunig I

Ansprechpartner/in

Breunig I

Finanzierung

DFG
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