DE10044405C2 - Verfahren zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen und Radiofrequenzgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch einen Radiofrequenzgenerator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8, mit dem das Verfahren umgesetzt wird. Eine gattungsgemäße Technik ist beispielsweise von S. N. Bagayev et al in "Applied Physics B.", Band 70, 2000, S. 375-378 beschrieben.

Radiofrequenzwellen sind elektromagnetische Wellen mit charakteristischen Wellenlängen im Bereich von 0,01 bis 100 cm und charakteristischen Frequenzen ("rf-Frequenzen") im Bereich von 1 MHz bis 100 GHz, die z. B. in der Signalübertragungstechnik und bei spektroskopischen Untersuchungsmethoden (Festkörperspektroskopie, Resonanzspektroskopie) angewendet werden. Zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen werden bisher Hohlraumresonatoren oder Quarzoszillatoren verwendet, die auf die jeweils gewünschten Ausgangsfrequenzen abgestimmt sind. Die herkömmlichen Generatoren besitzen den Nachteil einer eingeschränkten Frequenzstabilität. So besitzen bspw. Quarzoszillatoren eine natürliche Stabilitätsgrenze durch Wachstumsfehler der Schwingquarze, die durch eine relative Frequenzstabilität von 10^-13 (in 1 Sekunde) gekennzeichnet ist. Die Stabilität kann durch besondere Maßnahmen verbessert werden. Beispielsweise ist mit He-gekühlten Saphir-Oszillatoren eine Relativstabilität von 10^-14 (in 1 Sekunde) erreichbar. Dies erfordert jedoch einen komplexen Aufbau, der für die meisten praktischen Anwendungen unakzeptabel ist.

Von S. N. Bagayev et al. wird in "Applied Physics B", Band 70, 2000, Seite 375-378 die Stabilisierung eines Femtosekunden- Pulslasers beschrieben, wobei ein Regelschema unter Einbeziehung eines Mikrowellengenerators realisiert werden kann. In DE 195 14 386 A1 wird ein optischer Frequenzgenerator mit einem stabilisierten optischen Kammgenerator beschrieben, der relativ zu einem Mikrowellengenerator stabilisiert ist. Stabilisierte Pulslaser werden auch von B. Willke et al. in "Optics Letters", Band 25, 2000, S. 1019-1021, G. Galzerano et al. in "Applied Op­ tics", Band 38, 1999, S. 6962-6966, Th. Udem et al. in "Phys. Rev. Letters", Band 82, 1999, S. 3568-3571 und K. IMAI et al. in "IEEE Journal of Quantum Electronics", Band 34, 1998, S. 54-60 beschrieben. Aus der nachveröffentlichten, älteren Patentanmel­ dung DE 199 11 103 A1 ist die Erzeugung stabilisierter, ultra­ kurzer Lichtpulse und deren Anwendung zur Synthese optischer Frequenzen bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Radiofrequenzerzeugung anzugeben, bei dem die Radiofre­ quenzwellen eine erhöhte Frequenzstabilität besitzen und das mit einem relativ einfach aufgebauten Generator umsetzbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren soll insbesondere eine Frequenzerzeugung mit einer Relativstabilität von mindestens 10^-13 ermöglichen. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, einen verbesserten Radiofrequenzgenerator bereitzustellen, der zur Umsetzung des Verfahrens eingerichtet ist. Der erfindungsgemäße Radiofrequenzgenerator soll sich insbesondere durch eine hohe Frequenzstabilität von mindestens 10^-13 pro Sekunde und einen kompakten Aufbau auszeichnen, der robust und einfach zu warten ist.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und einen Radiofre­ quenzgenerator mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 1 bzw. 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Grundidee der Erfindung ist es, Radiofrequenzwellen auf der Grundlage mindestens einer Generatorfrequenz zu erzeugen, die einem Abstand von Frequenzmoden aus dem Frequenzspektrum kurzer Laser-Lichtpulse entspricht. Die Lichtpulse werden mit einem Pulslaser erzeugt, dessen Wiederholfrequenz (oder Repe­ titionsrate) stabilisiert ist, und auf eine Detektoreinrich­ tung gerichtet. Im elektrischen Ausgangssignal der Detektor­ einrichtung sind Frequenzkomponenten entsprechend den Modenab­ ständen im Frequenzspektrum enthalten. Die Wiederholfrequenz­ stabilisierung des Pulslasers erfolgt durch Phasenkopplung mindestens einer Frequenzmode der Lichtpulse des Pulslasers mit mindestens einer hochstabilen Referenzfrequenz oder durch Erfassung eines optischen Referenzsignals. Eine besonders hohe Stabilität der Radiofrequenz wird erzielt, da nicht nur die Wie­ derholfrequenz des Pulslasers, sondern auch die sog. Offsetfrequenz (siehe unten) der Frequenzkomponenten im Moden­ spektrum stabilisiert wird.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein Re­ ferenzsignal durch einen stabilisierten Referenzlaser oder ei­ nen unter vorgegebenen Bedingungen angeregten atomaren Über­ gang gebildet.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Radiofrequenzgenerator mit einem Pulslaser zur Lichtpulserzeugung, einer Detektorein­ richtung zur Erzeugung elektrischer Ausgangssignale mit Radio­ frequenzen und einer Einrichtung zur Frequenzstabilisierung des Pulslasers, mit der mindestens die Wiederholfrequenz, op­ tional auch die Offsetfrequenz, der Lichtpulse festgelegt wer­ den kann.

Die Erfindung besitzt die folgenden Vorteile. Da die Radiofre­ quenzen aus mindestens einer Generatorfrequenz abgeleitet wer­ den, die durch Phasenkopplung mit einer stabilisierten opti­ schen Referenzfrequenz oder eine Regelung auf der Grundlage eines optischen Referenzsignals festgelegt ist, kann die Ra­ diofrequenz mit einer Relativstabilität erzeugt werden, die der Relativstabilität des Referenzsignals entspricht. Optische Referenzfrequenzen können mit Relativstabilitäten von besser als 10^-14 erzeugt werden. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Ra­ diofrequenzgenerators ist kompakt und, insbesondere bei Ver­ wendung eines diodengepumpten Festkörperlasers oder eines Ringlasers als Pulslaser zur Pulsgeneration, als mobiles, war­ tungsarmes System implementierbar. Mit der Erfindung werden simultan sowohl eine Erhöhung der Frequenzstabilität als auch eine Verringerung des Geräteaufwandes bei der Radiofrequenzer­ zeugung erreicht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten werden aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Fig. 1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen Ra­ diofrequenzgenerators.

Eigenschaften ultrakurzer Lichtpulse

Die seit den 70-er Jahren bekannte Erzeugung ultrakurzer La­ ser-Lichtpulse (Lichtpulse mit charakteristischen Pulsdauern im ns- bis fs-Bereich) basiert auf der sog. Modensynchronisa­ tion. In einem Lasermedium können bei genügender Bandbreite des Laserübergangs im Resonator sehr viele Eigenschwingungen mit verschiedenen Frequenzen angeregt werden. Wird durch einen geeigneten Mechanismus zwischen den Eigenschwingungen eine feste Phasenbeziehung eingestellt (Modensynchronisation) so kommt es zur Abstrahlung kürzer Lichtpulse mit einem zeitli­ chen Abstand τ, der gleich dem Quotienten aus doppelter Resona­ torlänge und mittlere Umlaufgeschwindigkeit der Pulse ist, und einer spektralen Zusammensetzung entsprechend den im Resonator angeregten, zur Pulsbildung beitragenden optischen Frequenzen.

Bei Darstellung des Intensitätsverlaufs der pulsförmigen La­ serstrahlung im Frequenzraum ergibt sich ein Modenspektrum (oder: Frequenzkamm), das durch δ-ähnliche Funktionen bei den zu jedem Puls beitragenden optischen Frequenzen gebildet wird und dessen Einhüllende innerhalb der Bandbreite des Laserüber­ gangs im Lasermedium liegt. Die Breite der Einhüllenden ist im wesentlichen umgekehrt proportional zur Pulsdauer. Jeder Fre­ quenzbeitrag zu einem derartigen Frequenzkamm wird hier als Frequenzmode M bezeichnet. Die Frequenzabstände der Elemente des Frequenzkammes sind entsprechend den (longitudinalen) La­ sermoden ganzzahlige Vielfache der Puls-Wiederholfrequenz f_r = τ^-1 (Repetitionsrate). Die Kammstruktur von fs-Pulsen im Fre­ quenzraum wird beispielsweise in "Femtosecond Laser Pulses" (Hrsg. C. Rullière, Springer-Verlag, Berlin 1998) beschrieben.

Die durch ganzzahlige Vielfache der Wiederholfrequenz f_r ge­ trennten Frequenzkomponenten lassen sich in ihrer absoluten Frequenzlage nicht durch ganzzahlige Vielfache (n) der Wieder­ holfrequenz f_r darstellen, sondern durch die Summe (n.f_r + f₀) aus n.Wiederholfrequenz f_r und einer sogenannten Offset- oder Phasenschlupffrequenz f₀, die für alle Frequenzkomponenten den gleichen Wert entsprechend dem Quotienten aus der jeweiligen Phasendifferenzen von Puls zu Puls durch die Umlaufzeit (2▱)▱ ist.

Die Wiederholfrequenz der Lichtpulse und damit die Frequenzab­ stände der Moden liegt im Frequenzbereich der Radiofrequenzen. Werden die Lichtpulse mit einer Detektoreinrichtung erfasst, die entsprechend den detektierten Lichtintensitäten elektri­ sche Ausgangssignale erzeugt, so enthalten die Ausgangssignale Frequenzkomponenten entsprechend den einzelnen Frequenzmoden bzw. Schwebungsfrequenzen zwischen den Frequenzmoden, die ge­ rade den gewünschten Radiofrequenzen entsprechen. Erfindungs­ gemäß ist nun vorgesehen, die Puls-Wiederholfrequenz des Puls­ lasers unter Bezug auf ein optisches Frequenznormal zu stabi­ lisieren, wie im Folgenden erläutert wird.

Radiofrequenzgenerator

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Radiofrequenzgenerators 100 mit einem Pulslaser 10, einer ers­ ten Detektoreinrichtung 20 und einer Einrichtung 30 zur Wie­ derholfrequenzstabilisierung. Es ist auch eine erfindungsgemäß vorgesehene Einrichtung 40 zur Offsetfrequenzstabilisierung dargestellt. Die Einrichtung 40 liefert eine weitere Verbesse­ rung der Radiofrequenzstabilität. Der Pulslaser 10 kann durch jede Bauform von an sich bekannten Pulslasern mit typischen Pulsdauern im ns- bis fs-Bereich gebildet werden. Der Pulsla­ ser 10 wird bspw. durch einen Titan-Saphir-Laser (z. B. "Cohe­ rent Mira 900", Pulslänge 73 fs, Wiederholfrequenz f_r = 75 MHz), einen Ringlaser oder einen diodengepumpten Festkörperlaser, (z. B. Chrom-Li-SAF-Laser) gebildet. Der Pulslaser 10 ist vorzugs­ weise ein kompaktes und transportables, batteriebetriebenes Gerät.

Der Pulslaser 10 ist optional mit einer Einrichtung zur Ver­ breiterung der Laserpulse durch Selbstphasenmodulation (ge­ strichelt eingezeichnet, Bezugszeichen 11) verbunden. Die Ein­ richtung 11 zur Pulsverbreiterung ist z. B. eine optische Ein­ modenfaser. Die Selbstphasenmodulation wird von K. Imai in "IEEE Journal of Quantum Electronics" Band 34, 1998, Seite 54 ff. beschrieben. Eine besonders starke Verbreiterung des Mo­ denkamms erzielt man bei Verwendung strukturierter optischer Fasern, die einen Faserkern und um diesen axial verlaufende dünne Luftkanäle besitzen (siehe D. Mogilevtsev et al. in "Op­ tics Letters", Band 23, 1998, Seite 1662 ff., T. A. Birks in "Optics Letters", Band 22, 1997, Seite 961 ff. oder T. A. Birks in "IEEE Photonics Technology Letters", Band 11, 1999, Seite 674 ff.).

Die Detektoreinrichtung 20 ist ein lichtempfindliches Element, wie z. B. eine Photodiode oder ein Photomultiplier. Ein Teil der Ausgangspulse des Pulslasers 10 (bzw. der Einrichtung 11) wird über den teildurchlässigen Spiegel 12 auf die Detektor­ einrichtung 20 gerichtet, deren Ausgangssignale (rf) die ge­ wünschten Radiofrequenzwellen bilden oder Radiofrequenzen ent­ halten. Der Detektoreinrichtung 20 können weitere Einrichtun­ gen 21 (gestrichelt eingezeichnet) zur Signalformung nachge­ ordnet sein. Eine Signalformung kann bspw. eine Filterung der Ausgangsignale und/oder eine Verstärkung umfassen. Zur Ver­ stärkung der Ausgangssignale kann eine Phasenkopplung mit ei­ nem herkömmlichen Mikrowellenoszillator (nicht dargestellt) an die Ausgangssignale der Detektoreinrichtung 20 oder ein her­ kömmlicher Halbleiterverstärker vorgesehen sein. Die Phasenkopplung erfolgt analog zu den erläuterten Regelkreisen zur Laserstabilisierung.

Die Einrichtung 30 zur Frequenzstabilisierung des Pulslasers 10 umfasst eine zweite Detektoreinrichtung 31, einen Referenz­ frequenzgenerator 32 zur Erzeugung eines optischen Referenz­ signals und einen Regelverstärker 33. Die zweite Detektorein­ richtung 31 ist ebenfalls ein lichtempfindliches Element (z. B. Photodetektor oder Photomultiplier). Der Referenzfrequenz­ generator 32 ist allgemein zur Bereitstellung eines Lichtsig­ nals mit mindestens einer Frequenzkomponente ausgelegt, deren Frequenzstabilität mindestens so hoch ist, wie die Stabilität der zu erzeugenden Radiofrequenzen sein soll. Je nach Ausfüh­ rungsform der Erfindung kann der Referenzfrequenzgenerator durch einen stabilisierten Dauerstrichlaser, eine Referenz- Dampfzelle oder eine Anordnung mit einem freien Atomstrahl ge­ bildet werden.

Als Dauerstrichlaser mit stabilisierter optischer Frequenz kann bspw. ein methan-stabilisierter Helium-Neon-Laser (Aus­ gangsfrequenz 88 THz), ggf. mit einem nicht-linearen Frequenz­ vervielfacher zur Frequenzanpassung an mindestens eine Mode der Lichtpulse des Pulslasers 10, oder ein Jod-stabilisierter YAG-Laser verwendet werden.

An der zweiten Detektoreinrichtung 31 erfolgt die gleichzeiti­ ge Erfassung einer Mode der Laserpulse und der Referenzfre­ quenz. Bei geringfügigen Abweichungen zwischen beiden Frequen­ zen entsteht ein Schwebungssignal, das als Ausgangssignal der zweiten Detektoreinrichtung 31 über den Regelverstärker 33 an den Pulslaser 10 gegeben wird. Der Pulslaser 10 ist mit einer Einrichtung zur Steuerung der Wiederholfrequenz ausgestattet. Diese Einrichtung wird so geregelt, dass das Schwebungssignal der zweiten Detektoreinrichtung 31 verschwindet oder einer vorbestimmten Bezugsfrequenz entspricht. In diesem Fall ist die ausgewählte Frequenzmode des Modenspektrums relativ zur Referenzfrequenz des Referenzfrequenzgenerators fest einge­ stellt. Dementsprechend ist das Ausgangssignal der ersten De­ tektoreinrichtung 20 mit der Stabilität des Referenzfrequenz­ generators 32 stabilisiert.

Bei Aufbau des Referenzfrequenzgenerators als Referenz- Dampfzelle wird der Pulslaser 10 in Bezug auf die optische. Frequenz des unter definierten Bedingungen angeregten atomaren Übergangs stabilisiert. Die Referenz-Dampfzelle ist bspw. eine temperierbare Dampfzelle (z. B. eine Jod- oder Rubidium- Zelle). Durch Einstellung der Zellentemperatur ergibt sich in der Referenzelle ein definierter Dampfdruck, der die Lage und Breite der atomaren Übergänge festlegt. Es ist vorzugsweise eine dopplerfreie optische Anregung des Dampfes entsprechend der 2-Photonen-Spektroskopie, der Sättigungsspektroskopie oder der Polarisationsspektroskopie vorgesehen.

Die Anregung erfolgt z. B. mit entgegengesetzt durch die Refe­ renzzelle laufenden Lichtpulsen des Pulslasers 10, wie es von J. N. Eckstein, A. I. Ferguson und T. W. Hänsch in "Physical Review Letters", Band 40, 1978, Seite 847 ff. beschrieben wird. Die Laserpulse durchlaufen die Zelle in zwei entgegenge­ setzten Richtungen derart, dass beim Zusammentreffen von zwei Lichtpulsen gerade ein 2-Photonen-Übergang angeregt werden kann, dessen Gesamtenergie sich aus zwei Teilbeträgen zusam­ mensetzt, die gerade zwei sich ergänzenden Frequenzkomponenten im Modenspektrum der Lichtpulse entsprechen. Diese Anregungs­ technik ermöglicht eine hochauflösende Spektroskopie, da die Dopplerverbreiterung der beobachteten Übergänge vermieden wird. Für die dopplerfreie Anregung ist mit Abstand von der Referenzzelle ein ebener Spiegel (nicht dargestellt) vorgese­ hen, mit dem die gegenläufigen Lichtpulse erzeugt werden.

Alternativ zu der illustrierten Regelung auf der Basis eines Schwebungssignals wird z. B. eine 2-Photonen-Fluoreszenz aus der Referenzzelle auch direkt als Stellsignal für die Steue­ rung der Wiederholfrequenz verwendet. Die Wiederholfrequenz wird immer gerade so eingestellt, dass vom Detektor 31 ein Fluoreszenzsignal erfasst wird.

Die Einstellung der Wiederholfrequenz im Pulslaser 10 erfolgt in an sich bekannter Weise über eine Einstellung der Resona­ torlänge oder der Pumpleistung. Eine Pumpleistungsregelung wird bevorzugt, da diese elektrooptisch ohne mechanische Bewe­ gungen erfolgt. Dies ermöglicht schnelle Änderungen der Wider­ holfrequenz und damit eine höhere Regelbandbreite zur Einstel­ lung des Pulslasers 10.

Für die Einrichtung 40 zur Offsetfrequenzstabilisierung werden die vom Pulslaser 10 emittierten, ggf. der Selbstphasenmodula­ tion 11 unterzogenen, Laserpulse A mit den Strahlteilern bzw. Umlenkspiegeln 42 bis 45 in verschiedene spektrale Anteile B, C aufgeteilt. Hierzu ist mindestens einer der Spiegel 42, 43 und 45 zur spektral selektiven Ablenkung von Strahlungsantei­ len der Lichtpulse A ausgelegt. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Anteil B höherfrequente Frequenzkomponenten des Mo­ denspektrums und der Anteil C niederfrequente Komponenten des Modenspektrums enthält. Zur Bereitstellung eines ausreichend starken Schwebungssignals an der dritten Detektoreinrichtung 41 werden die Frequenzen der Anteile B und C mit einem Fre­ quenzvervielfacher oder -teiler 46 aneinander angepasst. Beim genannten Beispiel (C: niederfrequenter Anteil) ist das Bau­ teil 46 ein Frequenzvervielfacher. Das Bauteil 46 ist eine Vervielfacher- oder Teilerstufe für optische Frequenzen, wie sie an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, da im Modenspekt­ rum der Laserpulse eine ganze Frequenzoktave überspannt wird. In diesem Fall ist das Bauteil 46 ein optisch nicht-linearer Kristall zur Frequenzverdoppelung (oder -halbierung). Nach Durchlauf der Frequenzvervielfachung (Bauteil 46) liegt ein frequenzverschobener Strahlungsanteil D vor. Die Strahlungsan­ teile B und D werden gleichzeitig auf die Detektoreinrichtung 41 gerichtet. Bei gleichzeitigem Einfall der Strahlungsanteile wird an der Detektoreinrichtung 41 entsprechend der Frequenz­ abweichung der Frequenzkomponente(n) der Strahlungsanteile B, D ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das Frequenzanteile mit einer bestimmten Schwebungsfrequenz enthält. Das Ausgangs­ signal wird an den ersten Regelverstärker 47 gegeben, mit dem eine (an sich bekannte) Einrichtung zur Einstellung der Off­ setfrequenz des Pulslasers 10 betätigt wird. Beispielsweise wird mit dem Regelverstärker 47 die Einführung einer linearen Dispersion in den Resonator des Pulslasers 10 gesteuert, wie es in der älteren Anmeldung, die zur DE 199 11 103 A1 geführt hat, oder bspw. in der Publikation von T. Udem et al. in "Physical Review Letters", Band 82, 1999, Seite 3568 ff. beschrieben ist. Eine Pumpleistungsregelung zur Einstellung der Offsetfrequenz besitzt wiederum den Vorteil, dass die Regelung elektrooptisch ohne mechanische Bewegungen erfolgt. In diesem Fall wird die Wiederholfrequenz über die Resonatorlänge geregelt.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann auch der Anteil B niederfrequente Frequenzkomponenten und der Anteil C hö­ herfrequente Frequenzkomponenten enthalten, wobei das Bauteil 46 dann zur Frequenzteilung ausgelegt ist. Alternativ kann auch die Einrichtung zur Frequenzvervielfachung oder -teilung im jeweils anderen Zweig des Strahlteilers 42 bis 45 vorgese­ hen sein. Gemäß einer weiteren Abwandlung können die Spiegel 42 bis 45 auch durch andere, gleichwirkende Strahlteiler (z. B. Prismen) ersetzt werden. Zusätzlich können im dargestellten Strahlengang der Anteile B, C und D optische Filter und ggf. eine Zeitverzögerungsstrecke zur Anpassung des zeitlichen Ein­ laufens der Strahlungsanteile bei der Detektoreinrichtung 21 vorgesehen sein.

Anwendungen

Der erfindungsgemäße Radiofrequenzgenerator 10 kann mit Vor­ teil bei allen Anwendungen eingesetzt werden, die aus der Sig­ naltechnik, der Spektroskopie und der Zeitmesstechnik bekannt sind. Besondere Vorteile ergeben sich bei Anwendungen, bei de­ nen ein geringes Phasenrauschen gewünscht wird, z. B. in der Radartechnik, als Radiofrequenznormal in der Zeitmesstechnik oder in der Spektroskopie.

Claims (14)

1. Verfahren zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen, bei dem ein Pulslaser (10) zur Erzeugung von Lichtpulsen mit einem vorbestimmten Spektrum von Frequenzmoden, einer vorbestimmten Wiederholfrequenz und einer vorbestimmten Offsetfrequenz betrieben und mit einer ersten Detektorein­ richtung (20) die Lichtpulse des Pulslasers erfasst und entsprechende elektrische Ausgangsignale erzeugt werden, die die Radiofrequenzwellen bilden, dadurch gekennzeichnet, dass

• - die Lichtpulse so erzeugt werden, dass das Spektrum der Frequenzmoden eine Frequenzoktave überspannt,
• - der Pulslaser (10) relativ zu einem optischen Referenz­ signal stabilisiert betrieben wird, so dass die Wiederhol­ frequenz der Lichtpulse festgelegt ist, und
• - eine Stabilisierung der Offsetfrequenz der Frequenzkompo­ nenten der vom Pulslaser (10) erzeugten Lichtpulse auf der Grundlage einer Frequenzabweichung zwischen nieder- und höherfrequenten Frequenzkomponenten des Spektrums erfolgt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem zur Stabilisierung der Wiederholfrequenz in einem ersten Regelkreis (30) in Abhängigkeit von einem mit einer zweiten Detektoreinrich­ tung (31) erfassten Schwebungssignal aus mindestens einer ersten Frequenzmode der Lichtpulse des Pulslasers und einer optischen Referenzfrequenz, die das optische Referenzsignal bildet, die Wiederholfrequenz des Pulslasers (10) einge­ stellt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die optische Referenzfrequenz mit einem stabilisierten Dauerstrichlaser erzeugt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das optische Referenzsignal mit einer Referenz-Dampfzelle erzeugt wird, in der ein atomarer Übergang unter vorbestimmten Bedingungen optisch angeregt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem zur Stabilisierung der Wiederholfrequenz in einem ersten Regelkreis (30) in Abhängigkeit von einem mit einer zweiten Detektoreinrich­ tung (31) erfassten Fluoreszenzsignal aus einer Referenz- Dampfzelle (32), in der ein atomarer Übergang unter vorbe­ stimmten Bedingungen optisch angeregt wird, die Wiederhol­ frequenz des Pulslasers (10) eingestellt wird.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Pulslaser (10) ein diodengepumpter Festkörper­ laser oder ein Ringlaser verwendet wird.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Verbreiterung des Spektrums der Frequenzmoden der Lichtpulse durch Selbstphasenmodulation erfolgt.

8. Radiofrequenzgenerator, der umfasst:
einen Pulslaser (10) zur Erzeugung von Lichtpulsen mit einem vorbestimmten Spektrum von Frequenzmoden und einer vorbestimmten Wiederholfrequenz und einer vorbestimmten Offsetfrequenz, und
eine erste Detektoreinrichtung (20), die dazu eingerich­ tet ist, aus den Lichtpulsen des Pulslasers (10) elektri­ sche Ausgangsignale zu erzeugen, die die Radiofrequenzwel­ len bilden,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Spektrum der Frequenzmoden eine Frequenzoktave überspannt,
ein erster Regelkreis (30) zur Stabilisierung des Pulsla­ sers (10) relativ zu einem optischen Referenzsignal vorge­ sehen ist, so dass die Wiederholfrequenz der Lichtpulse festgelegt werden kann, und
ein zweiter Regelkreis (40) zur Stabilisierung des Pulslasers (10) vorgesehen ist, mit dem die Offsetfrequenz der Frequenzkomponenten auf der Grundlage einer Frequenzab­ weichung zwischen nieder- und höherfrequenten Frequenzkom­ ponenten des Spektrums festgelegt werden kann.

9. Radiofrequenzgenerator gemäß Anspruch 8, bei dem der erste Regelkreis (30) eine zweite Detektoreinrichtung (31) und einen Referenzfrequenzgenerator (32) zur Erzeugung des optischen Referenzsignals enthält, wobei die zweite Detek­ toreinrichtung (31) dazu ausgelegt ist, simultan die Lichtpulse des Pulslaser (10) und das optische Referenzsig­ nal als Referenzfrequenz zu erfassen und ein Schwebungssig­ nal zu erzeugen, mit dem der Regelkreis (30) zur Einstel­ lung der Wiederholfrequenz steuerbar ist.

10. Radiofrequenzgenerator gemäß Anspruch 9, bei dem der Referenzfrequenzgenerator (32) durch einen stabilisierten Dauerstrichlaser gebildet wird.

11. Radiofrequenzgenerator gemäß Anspruch 8, bei dem der erste Regelkreis (30) eine zweite Detektoreinrichtung (31) und eine optische Referenzzelle zur Erzeugung des optischen Referenzsignals enthält, wobei die zweite Detektoreinrich­ tung (31) dazu ausgelegt ist, das optische Referenzsignal als Fluoreszenzsignal der Referenzzelle (32) zu erfassen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, mit dem der Regelkreis (30) zur Einstellung der Wiederholfrequenz steuerbar ist.

12. Radiofrequenzgenerator gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem der Pulslaser (10) durch einen diodengepumpten Festkörperlaser oder einen Ringlaser gebildet wird.

13. Radiofrequenzgenerator gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem eine Einrichtung (11) zur Verbreiterung des Spektrums der Frequenzmoden der Lichtpulse vorgesehen ist.

14. Radiofrequenzgenerator gemäß Anspruch 13, bei dem die Verbreiterungseinrichtung (11) durch eine optische Faser gebildet wird.