NIST-Forscher zeigen Mikrochip-Frequenzkamm ohne sperrige Laborausrüstung
Der Mikrochip-Frequenzkamm nutzt zwei Laser und könnte ultrapräzise mobile Zeitmessung ermöglichen, die Navigationssignale liefert, wenn GPS nicht verfügbar oder gestört ist, so das NIST.
KI-IllustrationForscher des National Institute of Standards and Technology (NIST) und ihre Kollegen haben einen neuen Weg zur Herstellung eines Mikrochip-Frequenzkamms gezeigt, eines Miniaturgeräts, das wie ein Maßband für Licht funktioniert. Anders als frühere Entwürfe kann das Gerät hochwertige optische Messungen durchführen, ohne auf sperrige Laborausrüstung angewiesen zu sein, so das Institut.
Ein Frequenzkamm erzeugt ein Spektrum aus präzisen, gleichmäßig verteilten Farben. Diese wirken wie die Skalenstriche auf einem Lineal und ermöglichen es, die Frequenzen von Licht mit außerordentlicher Genauigkeit zu messen.
Solche Kämme sind wesentliche Bestandteile optischer Atomuhren, die äußerst präzise Zeitsignale erzeugen. Laut NIST könnte das neue Gerät dazu beitragen, die ultrapräzise mobile Zeitmessung zu revolutionieren. Das wiederum könnte lebenswichtige Navigationssignale für Drohnen, Autos, U-Boote und andere Fahrzeuge liefern, wenn GPS nicht verfügbar oder gestört ist.
Mobile optische Uhren könnten laut dem Institut auch für viele Anwendungen über die Zeitmessung hinaus genutzt werden, etwa für die militärische Navigation sowie die Suche nach Öl, Gas und Mineralien.
Beim neuen Ansatz leiten Wissenschaftler des NIST und des JQI, einer Forschungspartnerschaft zwischen dem NIST und der University of Maryland, das Licht zweier Laser durch einen winzigen Ring, einen sogenannten Mikroresonator. Das Licht wechselwirkt mit sich selbst und erzeugt die gleichmäßig verteilten Skalenstriche eines Kamms.
Frühere Methoden nutzten einen einzelnen Laser. Laut den Forschern benötigten sie zusätzliche, stromhungrige Geräte, um stabile, hochwertige Skalenstriche zu erzeugen – ein Problem, das die Zwei-Laser-Technik vermeidet.