Singlemode VCSEL zum Pumpen von Atomuhren
Singlemode VCSEL sind Schlüsselkomponenten zur Herstellung miniaturisierter Rubidium oder Cäsium Atomuhren. Ziel ist hier die Atomuhr in MEMS Technologie am Handgelenk.
VCSEL
Zur Präparation der Dunkelzustände (d. h. Pumpen der Atomuhr) in thermischen, atomaren Cs-Dämpfen werden zwei phasenstabile Lichtfelder der Wellenlänge 852 nm benötigt, die eine Differenzfrequenz von 9,2 GHz besitzen, der Hyperfeinstrukturaufspaltung des Grundzustandes von Cs. Diese werden durch Strommodulation der Laserdiode erzeugt.
Worin unterscheidet sich diese Anwendung von gewöhnlichen spektroskopischen Anwendungen? Zum einen muss eine bestimmte Linie exakt getroffen werden, ohne dass man wie in der Spektroskopie auf eine Vielzahl ähnlicher Linien zurückgreifen kann. Dies bedeutet eine enge Wellenlängenselektion seitens des Herstellers und eine Stabilisierung und Regelung des Arbeitspunktes der Diode seitens des Kunden.
Erschwerend kommt hier hinzu, dass die Diode mit Modulationen im GHz Bereich beaufschlagt werden muss und somit herkömmliche TO-Assemblies eigentlich nur bei Vorversuchen in Frage kommen. Diese harten Spezifikationen rechtfertigen somit eine eigene Rubrik innerhalb der VCSEL-Familie.
Die grundlegende Arbeit wurde von Svenja Knappe während ihrer Promotion Ende der 90er Jahre an der Universität Bonn geleistet. Frau Dr. Knappe ist heute am NIST in Boulder/Colorado USA tätig.
