DE10044405A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen beschrieben, bei dem ein Pulslaser (10) zur Erzeugung von Lichtpulsen mit einem vorbestimmten Spektrum von Frequenzmoden und einer vorbestimmten Wiederholfrequenz betrieben und mit einer Detektoreinrichtung (11) die Lichtpulse des Pulslasers erfasst und entsprechende elektrische Ausgangssignale erzeugt werden, die die Radiofrequenzwellen bilden, wobei der Pulslaser (10) mit einem optischen Referenzsignal stabilisiert betrieben wird, so dass die Wiederholfrequenz der Lichtpulse festgelegt ist. Es wird auch ein Radiofrequenzgenerator zur Umsetzung des Verfahrens beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Radio­ frequenzwellen, insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung elektrischer Signale mit Radiofrequenzen, die als Ausgangssig­ nale eines Lichtdetektors bereitgestellt werden, der ultrakur­ ze Laserpulse empfängt. Die Erfindung betrifft auch einen Ra­ diofrequenzgenerator, mit dem das Verfahren umgesetzt wird, und Anwendungen der Radiofrequenzerzeugung.

Radiofrequenzwellen sind elektromagnetische Wellen mit charak­ teristischen 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 (Festkörper­ spektroskopie, Resonanzspektroskopie) angewendet werden. Zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen werden bisher Hohlraumreso­ natoren oder Quarzoszillatoren verwendet, die auf die jeweils gewünschten Ausgangsfrequenzen abgestimmt sind. Die herkömmli­ chen 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 Relativstabili­ tät von 10^-14 (in 1 Sekunde) erreichbar. Dies erfordert jedoch einen komplexen Aufbau, der für die meisten praktischen Anwen­ dungen unakzeptabel ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Radiofrequenzerzeugung anzugeben, bei dem die Radiofrequenzwellen 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 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. 9 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, wenn nicht nur die Wiederholfrequenz 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 kurzer 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 holfrequen2 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 (2π)τ 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 Radiofrequenzgeneratots 100 mit einem Pulslaser 10, einer ers­ ten Detektoreinrichtung 20 und einer Einrichtung 30 zur Wie­ derholfrequenzstabilisierung. Es ist auch eine optional vorge­ sehene Einrichtung 40 zur Offsetfrequenzstabilisierung darge­ stellt. Die Einrichtung 40 stellt kein zwingendes Merkmal der Erfindung dar, liefert jedoch eine weitere Verbesserung der Radiofrequenzstäbilität. Der Pulslaser 10 kann durch jede Bau­ form von an sich bekannten Pulslasern mit typischen Pulsdauern im ns- bis fs-Bereich gebildet werden. Der Pulslaser 10 wird bspw. durch einen Titan-Saphir-Laser (z. B. "Coherent 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 vorzugswei­ se ein kompaktes und transportables, batteriebetriebenes Ge­ rät.

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. Burks in "Optics Letters", Band 22, 1997, Seite 961 ff. oder T. A. Burks in "IEEE Photonics 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-Photoneh-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 optional vorgesehene Einrichtung 40 zur Offsetfre­ quenzstabilisierung werden die vom Pulslaser 10 emittierten, ggf. der Selbstphasenmodulation 11 unterzogenen, Laserpulse A mit den Strahlteilern bzw. Umlenkspiegeln 42 bis 45 in ver­ schiedene spektrale Anteile B, C aufgeteilt. Hierzu ist min­ destens einer der Spiegel 42, 43 und 45 zur spektral selekti­ ven Ablenkung von Strahlungsanteilen der Lichtpulse A ausge­ legt. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Anteil B hö­ herfrequente Frequenzkomponenten des Modenspektrums und der Anteil C niederfrequente Komponenten des Modenspektrums ent­ hält. Zur Bereitstellung eines ausreichend starken Schwebungs­ signals an der dritten Detektoreinrichtung 41 werden die Fre­ quenzen der Anteile B und C mit einem Frequenzvervielfacher oder -teiler 46 aneinander angepasst. Beim genannten Beispiel (C: niederfrequenter Anteil) ist das Bauteil 46 ein Frequenz­ vervielfacher. 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, falls im Moden­ spektrum 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 Strah­ lungsanteile B und D werden gleichzeitig auf die Detektorein­ richtung 41 gerichtet. Bei gleichzeitigem Einfall der Strah­ lungsanteile wird an der Detektoreinrichtung 41 entsprechend der Frequenzabweichung der Frequenzkomponente(n) der Strah­ lungsanteile B, D ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das Frequenzanteile mit einer bestimmten Schwebungsfrequenz ent­ hält. Das Ausgangssignal wird an den ersten Regelverstärker 47 gegeben, mit dem eine (an sich bekannte) Einrichtung zur Ein­ stellung der Offsetfrequenz 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 unveröffentlichten PCT-Anmeldung PCT/EP00/02135 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 Einstel­ lung der Offsetfrequenz besitzt wiederum den Vorteil, dass die Regelung elektrooptisch ohne mechanische Bewegungen erfolgt. In diesem Fall wird die Wiederholfrequenz über die Resonator­ länge geregelt.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann auch der Anteil 8 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.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirkli­ chung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (17)

1. Verfahren zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen, bei dem ein Pulslaser (10) zur Erzeugung von Lichtpulsen mit einem vorbestimmten Spektrum von Frequenzmoden und einer vorbestimmten Wiederholfrequenz betrieben und mit einer ersten Detektoreinrichtung (11) die Lichtpulse des Pulsla­ sers erfasst und entsprechende elektrische Ausgangsignale erzeugt werden, die die Radiofrequenzwellen bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulslaser (10) mit einem optischen Referenzsignal stabilisiert betrieben wird, so dass die Wiederholfrequenz der Lichtpulse festgelegt ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Frequenzstabi­ lisierung mit einem Regelkreis (30) erfolgt, in dem 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 Referenzlaser (32) erzeugt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das optische Referenzsignal mit einer Referenz-Dampfzelle (32) erzeugt wird, in der ein atomarer Übergang unter vorbestimmten Bedingungen optisch angeregt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Frequenzstabi­ lisierung mit einem Regelkreis (30) erfolgt, in dem 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. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Stabilisierung der Offsetfrequenz der Fre­ quenzkomponenten der vom Pulslaser (10) erzeugten Lichtpul­ se vorgesehen ist.

9. Radiofrequenzgenerator, der umfasst:
einen Pulslaser (10) zur Erzeugung von Lichtpulsen mit einem vorbestimmten Spektrum von Frequenzmoden und einer vorbestimmten Wiederholfrequenz, und
eine erste Detektoreinrichtung (20), die dazu eingerich­ tet ist, aus den Lichtpulsen des Pulslasers elektrische Ausgangsignale zu erzeugen, die die Radiofrequenzwellen bilden,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (30) zur Frequenzstabilisierung des Pulslasers (10) relativ zu einem optischen Referenzsignal vorgesehen ist, mit dem die Wiederholfrequenz der Lichtpul­ se festgelegt werden kann.

10. Radiofrequenzgenerator gemäß Anspruch 9, bei dem der Pulslaser (10) eine Einrichtung zur Einstellung der Wieder­ holfrequenz aufweist und die Frequenzstabilisierungsein­ richtung (30) eine zweite Detektoreinrichtung (31) und einen Referenzfrequenzgenerator (32) zur Erzeugung des optischen Referenzsignals enthält, wobei die zweite Detek­ toreinrichtung dazu ausgelegt ist, simultan die Lichtpulse des Pulslaser (10) und das optische Referenzsignal als Referenzfrequenz zu erfassen und ein Schwebungssignal zu erzeugen, mit dem die Einrichtung zur Einstellung der Wiederholfrequenz steuerbar ist.

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

12. Radiofrequenzgenerator gemäß Anspruch 10, bei dem der Pulslaser (10) eine Einrichtung zur Einstellung der Wieder­ holfrequenz aufweist und die Frequenzstabilisierungsein­ richtung (30) eine zweite Detektoreinrichtung (31) und eine optische Referenzzelle zur Erzeugung des optischen Refe­ renzsignals enthält, wobei die zweite Detektoreinrichtung (31) dazu ausgelegt ist, das optische Referenzsignal als Fluoreszenzsignal der Referenzzelle (32) zu erfassen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, mit dem die Einrichtung zur Einstellung der Wiederholfrequenz steuerbar ist.

13. Radiofrequenzgenerator gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Pulslaser (10) durch einen diodengepumpten Festkörperlaser oder einen Ringlaser gebildet wird.

14. Radiofrequenzgenerator gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem eine Einrichtung (11) zur Verbreiterung des Spektrums der Frequenzmoden der Lichtpulse vorgesehen ist.

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

16. Radiofrequenzgenerator gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem eine Einrichtung (40) zur Frequenzstabilisierung des Pulslasers (10) vorgesehen ist, mit der die Offsetfrequenz der Frequenzkomponenten der Lichtpulse festgelegt werden kann.

17. Verwendung eines frequenzstabilisierten Pulslasers zur Erzeugung von Radiofrequenzwellen.