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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung stabilisierter, gepulster Laserstrahlung.
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Mittels eines modengekoppelten Lasers kann eine Abfolge von kurzen Laserpulsen erzeugt werden. Dabei werden im Resonator des Lasers eine Mehrzahl von Eigenschwingungen mit verschiedenen Frequenzen angeregt. Diese Eigenschwingungen werden auch als Moden bezeichnet. Jede Mode stellt eine spektrale Komponente im Spektrum der erzeugten elektromagnetischen Strahlung dar. Durch geeignete Mechanismen kann zwischen den Moden eine feste Phasenbeziehung hergestellt werden. Dies wird auch als Modensynchronisation oder Modenkopplung bezeichnet. Aufgrund der Modenkopplung kommt es zur Abstrahlung der Laserpulse mit einem zeitlichen Abstand, der einer Umlaufzeit eines Laserpulses im Resonator des Lasers entspricht. Aus der zeitlichen Äquidistanz der Lichtpulse folgt unmittelbar, dass das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung äquidistante Spektrallinien aufweist. Ein solches Spektrum wird auch als optischer Frequenzkamm bezeichnet. Der optische Frequenzkamm ist durch die Repetitionsfrequenz, d.h. den inversen Wert der Umlaufzeit der Laserpulse im Resonator, und eine Offsetfrequenz charakterisiert. Die Offsetfrequenz wird auch als CEO-Frequenz (Carrier-Envelope-Offset) oder Träger-Einhüllenden-Frequenz bezeichnet. Die Frequenzen der einzelnen Spektrallinien des optischen Frequenzkamms sind dabei nicht ganzzahlige Vielfache der Repetitionsrate. Für die Frequenz fi der Spektrallinie mit dem Index i des Frequenzkamms gilt fi=fCEO+iΔf. Dabei ist FCEO die besagte Träger-Einhüllenden-Frequenz. Δf ist der Abstand der Spektrallinien im Frequenzkamm, d.h. die Repetitionsfrequenz. Die Träger-Einhüllenden-Frequenz ist dadurch bedingt, dass die Gruppengeschwindigkeit der Laserpulse von der Phasengeschwindigkeit der sich überlagernden Moden im Resonator des Lasers abweicht. Die Größe der Träger-Einhüllenden-Frequenz hängt dabei von Umgebungseinflüssen ab, z.B. von der Temperatur, aber auch von der Pumpleistung des Lasers usw. Dies führt dazu, dass die Träger-Einhüllenden-Frequenz zeitlich nicht stabil ist. Auch die Repetitionsfrequenz schwankt, u.a. aufgrund thermischer und akustischer Störungen aus der Umgebung.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Techniken bekannt, um einen Frequenzkamm der zuvor beschriebenen Art zu stabilisieren, z.B. für Anwendungen im Bereich der Metrologie. So beschreibt beispielsweise die
DE 199 11 103 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Lichtpulsen sowie deren Anwendung zur Synthese optischer Frequenzen. Bei dem vorbekannten Ansatz wird durch Einführung einer vorbestimmten linearen Dispersion in den Resonator des modengekoppelten Lasers jede Mode einer spektral spezifischen Frequenzänderung unterzogen. Auf dieser Basis wird eine Regelung zur simultanen Einstellung der Dispersion und der Resonatorlänge vorgeschlagen, mit der die Gruppen- und Phasengeschwindigkeit geregelt werden können. Die Einstellung der Dispersion erfolgt beispielsweise über ein Einschieben eines linear dispersiven Elements (z.B. Glaskeil) in den Strahlengang des Resonators. Alternativ kann der Resonator einen schwenkbaren Endspiegel aufweisen. Die Änderung der Dispersion geht zwangsläufig mit einer Änderung der optischen Weglänge im Resonator einher, d.h. mit einer Änderung der Resonatorumlaufzeit (der Repetitionsfrequenz) und damit mit einer Änderung des Linienabstands der Spektrallinien des Frequenzkamms. Dies macht eine zweite Regelung, beispielsweise der Resonatorlänge erforderlich. Somit sind bei dem vorbekannten Verfahren bzw. der vorbekannten Vorrichtung mindestens zwei sich gegenseitig beeinflussende Regelkreise vorhanden, um die Träger-Einhüllenden-Frequenz einerseits und die Repetitionsfrequenz andererseits zu stabilisieren. Zur Stabilisierung des Frequenzkamms erfolgt eine Ankopplung an ein Frequenznormal (z.B. Atomuhr), wobei die Regelung der Träger-Einhüllenden-Frequenz per f-2f-Interferometer erfolgt.
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Aus der
WO 2010/063051 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines selbstreferenzierten optischen Frequenzkamms bekannt, bei dem außerhalb des Laserresonators ein akustooptischer Modulator vorgesehen ist, der eine Frequenzverschiebung sämtlicher Spektrallinien des Frequenzkamms ermöglicht. Auf dieser Basis erfolgt eine Stabilisierung des Frequenzkamms.
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Stabilisierte Frequenzkämme der zuvor beschriebenen Art sind für eine Vielzahl von Anwendungen etabliert. Die Linienbreite der einzelnen Spektrallinien eines solchen stabilisierten Frequenzkamms, der an eine übliche Hochfrequenz-Referenz, wie zum Beispiel einen Ofen-kontrollierten Kristall-Oszillator (OCXO), gekoppelt ist, beträgt typischerweise etwa 100 kHz. Eine deutlich schmalere Linienbreite wäre jedoch wünschenswert, zum Beispiel um die Auflösung von Frequenzkamm-basierter optischer Spektroskopie zu verbessern bzw. um die erforderliche Messzeit zur Erreichung einer gewünschten Präzision zu reduzieren. Mit einer geringeren Linienbreite wäre ein optischer Frequenzkamm außerdem als universelle, absolute Referenz für Dauerstrich-Laser in verschiedensten Arten von Experimenten im Bereich der optischen Spektroskopie und Quantenoptik mit Vorteil einsetzbar.
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Es ist zwar aus dem Stand der Technik bekannt, einen optischen Frequenzkamm an einen Dauerstrich-Laser, der eine schmale Linienbreite aufweist, anzukoppeln, wodurch die Kurzzeitstabilität des Dauerstrich-Lasers auf alle Spektrallinien des Frequenzkamms übertragen wird. Nachteilig ist dabei jedoch, dass der Frequenzkamm dem freilaufenden Dauerstrich-Laser folgt und damit keine (absolute) Langzeit-Stabilität aufweist, im Gegensatz zu einem Frequenzkamm, der, wie oben beschrieben, an eine hochgradig langzeitstabile Hochfrequenz-Referenz angekoppelt ist.
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Die
DE 10 2011 122 232 A1 beschreibt ein System zum Erzeugen eines hochfrequenten Schwebungssignals. Das System umfasst eine Koppel- und Filteranordnung mit einem ersten Anschluss zum Einkoppeln von Licht einer Multimoden-Lichtquelle sowie einem zweiten Anschluss zum Einkoppeln von Licht einer zweiten Lichtquelle, bei der es sich um eine Lichtquelle unbekannter Wellenlänge oder Frequenz oder um eine durchstimmbare Lichtquelle oder um eine optische Referenz bekannter Frequenz handeln kann. Die Koppel- und Filteranordnung umfasst einen Spektralfilter zum Herausfiltern einer oder mehrerer Moden aus dem Multimoden-Spektrum der ersten Lichtquelle, sowie einen faseroptischen Koppler zum Koppeln des Lichts der zweiten Lichtquelle mit dem entweder noch ungefilterten oder schon gefilterten Lichts der ersten Lichtquelle. Die Koppel- und Filteranordnung leitet das überlagerte Licht der ersten und der zweiten Lichtquelle einem Detektor zu, auf dem ein Schwebungssignal in Form eines Hochfrequenzsignals entsteht. Bei der Frequenz des Hochfrequenzsignals handelt es sich um die Differenzfrequenz der beiden Frequenzen der ersten und der zweiten Lichtquelle. Typische Anwendungen des Systems sind die Stabilisierung eines oder mehrerer Laser bei verschiedenen optischen Frequenzen relativ zueinander oder relativ zu einer optischen oder Radiofrequenzreferenz.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, einen möglichst einfachen, robusten und praktikablen Ansatz aufzuzeigen, gepulste Laserstrahlung zu erzeugen, deren Spektrum ein optischer Frequenzkamm ist, wobei die Linienbreite der einzelnen Spektrallinien des Frequenzkamms möglichst gering sein soll und gleichzeitig der Frequenzkamm über längere Zeiträume stabilisiert sein soll.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Verfahren zur Erzeugung stabilisierter, gepulster Laserstrahlung, mit den folgenden Verfahrensschritten:
- - Erzeugen von gepulster Laserstrahlung bei einer Repetitionsfrequenz, wobei das Spektrum der gepulsten Laserstrahlung ein Frequenzkamm mit einer Anzahl äquidistanter Spektrallinien ist,
- - Ableiten einer ersten Regelgröße aus der gepulsten Laserstrahlung durch Phasenvergleich mit einem hochfrequenten Referenzsignal,
- - Erzeugen von schmalbandiger Dauerstrich-Laserstrahlung bei einer Referenzwellen länge,
- - Stellen der Referenzwellenlänge nach Maßgabe einer aus der ersten Regelgröße abgeleiteten ersten Stellgröße,
- - Ableiten einer zweiten Regelgröße durch Überlagerung der gepulsten Laserstrahlung und der Dauerstrich-Laserstrahlung, und
- - Stellen der Repetitionsfrequenz nach Maßgabe einer aus der zweiten Regelgröße abgeleiteten zweiten Stellgröße.
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Gelöst wird die Aufgabe außerdem durch eine Vorrichtung zur Erzeugung stabilisierter, gepulster Laserstrahlung, mit
- - einem modengekoppelten Laser, der gepulste Laserstrahlung bei einer Repetitionsfrequenz erzeugt, wobei das Spektrum der gepulsten Laserstrahlung ein Frequenzkamm mit einer Anzahl äquidistanter Spektrallinien ist,
- - einem ersten Hochfrequenz-Oszillator, der ein hochfrequentes Referenzsignal erzeugt,
- - einem ersten Phasen- oder Phasen-Frequenz-Detektor, der durch Phasenvergleich aus der gepulsten Laserstrahlung und dem Referenzsignal eine erste Regelgröße ableitet,
- - einem Dauerstrich-Laser, der schmalbandige Dauerstrich-Laserstrahlung bei einer Referenzwellenlänge erzeugt,
- - einem ersten Regelelement, das aus der ersten Regelgröße eine erste Stellgröße ableitet und den Dauerstrich-Laser zur Stellung der Referenzwellenlänge nach Maßgabe der ersten Stellgröße ansteuert,
- - eine Überlagerungselement, das die Dauerstrich-Laserstrahlung und die gepulste Laserstrahlung überlagert und aus dem Überlagerungssignal eine zweite Regelgröße ableitet, und
- - einem zweiten Regelelement, das aus der zweiten Regelgröße eine zweite Stellgröße ableitet und den modengekoppelten Laser zur Stellung der Repetitionsfrequenz nach Maßgabe der zweiten Stellgröße ansteuert.
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Gemäß der Erfindung wird der Frequenzkamm, der mittels des modengekoppelten Lasers erzeugt wird, an den Dauerstrich-Laser als optische Referenz angekoppelt („gelockt“). Hierzu erfolgt eine Regelung, bei der durch Überlagerung der gepulsten Laserstrahlung des modengekoppelten Lasers und der Dauerstrich-Laserstrahlung ein Schwebungssignal erzeugt wird. Diese Regelgröße wird mittels eines geeigneten Reglers in eine Stellgröße umgewandelt, die dazu dient, die Repetitionsfrequenz des Frequenzkamms zu stellen. Es erfolgt dabei eine indirekte Ankopplung an das Hochfrequenz-Referenzsignal, indem gleichzeitig die Referenzwellenlänge der Dauerstrich-Laserstrahlung geregelt wird, und zwar nach Maßgabe eines Phasenvergleichs der Repetitionsfrequenz mit dem hochfrequenten Referenzsignal, das mittels eines geeigneten langzeitstabilen Hochfrequenz-Oszillators an sich üblicher und bekannter Art erzeugt werden kann.
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Das Ergebnis ist ein auf einen schmalbandigen Dauerstrich-Laser gelockter optischer Frequenzkamm. Unter Ausnutzung der Kurzzeitstabilität des Dauerstrich-Lasers wird so ein optischer Frequenzkamm mit schmalen Spektrallinien erhalten. Die Linienbreite der Spektrallinien ist im Wesentlichen durch die Linienbreite des Dauerstrich-Lasers limitiert. Linienbreiten kleiner 100 Hz sind gemäß der Erfindung erreichbar. Die Langzeitstabilität ergibt sich gleichzeitig durch die Ankopplung an die Hochfrequenz-Referenz.
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Zur Erreichung einer für viele Anwendungen ausreichenden Langzeitstabilität kann als Hochfrequenz-Oszillator als Referenz ein Ofen-kontrollierter Kristall-Oszillator (OCXO) verwendet werden.
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Bevorzugt ist das Hochfrequenz-Referenzsignal durch Kopplung an ein Frequenznormal stabilisiert. Als Frequenznormal eignet sich zum Beispiel eine Atomuhr. Denkbar ist auch der Einsatz eines GPS-disziplinierten Hochfrequenz-Oszillators an sich bekannter Art.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Träger-Einhüllenden-Frequenz der gepulsten Laserstrahlung gleich Null. Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, durch Differenzfrequenzerzeugung und (optional) Frequenzvervielfachung einen optischen Frequenzkamm zu erzeugen, dessen Träger-Einhüllenden-Frequenz gleich Null ist (vgl.
DE 10 2010 048 576 A1 ). Ein solcher Frequenzkamm hat als einzigen freien Parameter, der für die Stabilisierung relevant ist, die Repetitionsfrequenz. In Kombination mit einem Träger-Einhüllenden-Frequenz-freien Frequenzkamm werden für die praktische Umsetzung des erfindungsgemäßen Ansatzes nur zwei Regelschleifen benötigt, eine (schnelle) Regelschleife zur Ankopplung des Frequenzkamms an die Dauerstrich-Laserstrahlung und eine (langsamere) Regelschleife zur Ankopplung an die Hochfrequenz-Referenz.
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Ebenso kann jedoch die erfindungsgemäße Methode in Kombination mit optischen Frequenzkämmen verwendet werden, deren Träger-Einhüllenden-Frequenz ungleich Null ist. In diesem Falle ist eine weitere Regelschleife erforderlich, um die Träger-Einhüllenden Frequenz zu regeln. Hierzu kann, wie im Stand der Technik üblich, eine weitere Regelgröße aus der gepulsten Laserstrahlung durch f-2f-Interferometrie abgeleitet werden. Mittels eines geeigneten Reglers wird diese Stellgröße in eine Stellgröße zum Stellen der Träger-Einhüllenden-Frequenz umgewandelt, wie im eingangs erläuterten Stand der Technik.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung kann für die Ankopplung des Frequenzkamms an den Dauerstrich-Laser ein hinsichtlich der Frequenz zusätzlicher verstellbarer Hochfrequenz-Oszillator verwendet werden, wobei ein Phasenvergleich des Überlagerungssignals aus Dauerstrich-Laserstrahlung und gepulster Laserstrahlung mit dem Signal des verstellbaren Hochfrequenz-Oszillators erfolgt. Durch die Verstellung der Frequenz des Hochfrequenz-Oszillators kann ein Frequenzabstand zwischen der Referenzwellenlänge des Dauerstrich-Lasers und der jeweils zur Ankopplung verwendeten Spektrallinie des optischen Frequenzkamms flexibel eingestellt werden. Auch der zusätzliche Hochfrequenz-Oszillator sollte stabilisiert sein, z.B. durch Ankopplung an ein Frequenznormal.
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Bei einer weiter bevorzugten Ausgestaltung liegt die Regelbandbreite des ersten Regelelementes in einem Frequenzbereich unterhalb einer Grenzfrequenz und die Regelbandbreite des zweiten Regelelementes in einem Frequenzbereich oberhalb der Grenzfrequenz, wobei das Phasenrauschen des ersten Hochfrequenz-Oszillators unterhalb der Grenzfrequenz kleiner ist als das Phasenrauschen des Dauerstrich-Lasers und das Phasenrauschen des Dauerstrich-Lasers oberhalb der Grenzfrequenz kleiner ist als das Phasenrauschen des ersten Hochfrequenz-Oszillators. Die Eckfrequenzen der beiden Regelungen ergeben sich sinnvollerweise aus den Kreuzungspunkten der Phasenrauschspektren des Hochfrequenz-Oszillators einerseits und des Dauerstrich-Lasers andererseits. Auf kurzen Zeitskalen d.h. bei entsprechend höheren Frequenzen (oberhalb der Grenzfrequenz, typ. > 100 kHz) weist der Dauerstrich-Laser eine hohe Stabilität auf, d.h. das Phasenrauschen ist gering. Unterhalb der Grenzfrequenz ist die Phasenstabilität des Hochfrequenz-Oszillators besser. Entsprechend sollte für eine optimale Linienbreite der Spektrallinien des Frequenzkamms das erste Regelelement in dem Frequenzbereich regeln, in dem das Phasenrauschen der Hochfrequenz-Referenz geringer ist, und das weite Regelelement in dem Frequenzbereich, in dem der Dauerstrich-Laser ein geringes Phasenrauschen aufweist. Die Frequenzbereiche der beiden Regelungen sollten sich möglichst nicht überschneiden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1: erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung als Blockdiagramm;
- 2: zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung als Blockdiagramm.
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Die in 1 gezeigte Vorrichtung umfasst einen Pulslaser 1, der eine Abfolge von zeitlich äquidistanten Lichtpulsen erzeugt. Das Spektrum des Pulslasers 1 ist ein optischer Frequenzkamm, der durch eine Repetitionsfrequenz in der oben beschriebenen Weise charakterisiert ist. Der Pulslaser 1 umfasst einen modengekoppelten Laser, beispielsweise einen Erbium-Faserlaser. Der Laser 1 weist drei Eingänge a, b und c auf, über die verschiedene Betriebsparameter des Lasers 1 eingestellt werden können, beispielsweise der Pumpstrom, die Resonatorlänge (z.B. per Piezoaktuator) sowie die Temperatur. Eine größere oder kleinere Anzahl von Eingängen und eine entsprechend größere oder kleinere Anzahl von verstellbaren Parametern des Pulslasers 1 ist ebenso denkbar. Die gepulste Laserstrahlung 2 wird über einen Strahlteiler 3 mit der Strahlung 4 eines Dauerstrich-Lasers 5 auf einer Fotodiode 6 überlagert. Bei dem Dauerstrich-Laser 5 handelt es sich zum Beispiel um einen schmalbandigen Faserlaser, dessen Linienbreite weniger als 100 Hz beträgt. Mittels eines Phasen-Frequenz-Detektors 7 erfolgt ein Phasenvergleich des Ausgangsignals der Fotodiode 6 mit dem Signal eines verstellbaren Hochfrequenz-Oszillators 8. Das resultierende Phasendetektionssignal 9 wird dem Eingang eines PID-Reglers 10 zugeführt, der ausgangsseitig ein Signal 11 erzeugt. Andere Arten von Reglern (z.B. PI-Regler, Fuzzy-Regler etc.) sind ebenfalls denkbar. Das Signal 11 wird auf die Eingänge a, b, c des Lasers 1 geführt, sodass die Repetitionsfrequenz des Lasers 1 nach Maßgabe des Signals 11 gestellt wird. Der Strahlteiler 3, der Fotodetektor 6, der Phasen-Frequenz-Detektor 7 und der verstellbare Hochfrequenz-Oszillator 8 bilden zusammen ein Überlagerungselement (durch gestrichelte Umrandung angedeutet) im Sinne der Erfindung. An einem zweiten Ausgang des Lasers 1 wird die gepulste Laserstrahlung 2 auf einen weiteren Fotodetektor 12 geführt, um eine weitere Regelgröße 13 durch Phasenvergleich mit einem hochfrequenten Referenzsignal eines Hochfrequenz-Oszillators 14 abzuleiten. Der Phasenvergleich erfolgt wiederum mittels eines Phasen-Frequenz-Detektors 15. Mittels eines Schleifenfilters 16 wird ein Stellsignal 17 zum Stellen der Referenzwellenlänge, d.h. der Wellenlänge des Dauerstrich-Lasers 5 erzeugt. Die Referenzwellenlänge kann z.B. mittels eines (nicht dargestellten) Frequenzschiebers (AOM, EOM) gestellt werden, der Bestandteil des Lasersystems 5 ist. Andere Arten der Stellung der Referenzwellenlänge sind ebenfalls denkbar, z.B. per Temperatursteuerung, Pumpstrom, etc.
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Eine schnelle Regelschleife (Regelbandbreite 100 kHz bis mehrere MHz), gebildet durch das Überlagerungselement 3, 6, 7, 8, und den Regler 10, lockt also die Repetitionsfrequenz des modengekoppelten Lasers 1 auf die durch den Dauerstrich-Laser 5 gebildete optische Referenz über eine optische Phasenregelschleife (OPLL). Zusätzlich wird das Phasenfehlersignal 13 zwischen der Repetitionsfrequenz und der langzeitstabilen Hochfrequenz-Referenz des Oszillators 14 verwendet, um den Dauerstrich-Laser 5 mit niedrigerer Regelbandbreite (einige mHz bis einige kHz) nachzuführen, sodass der Frequenzkamm des Lasers 1, durch den Lock auf den Dauerstrich-Laser 5 auf die durch den Oszillator 14 vorgegebene Repetitionsfrequenz gelockt ist. Das Phasenrauschen des Frequenzkamms wird dadurch bei hohen Frequenzen auf jenes der optischen Referenz des Dauerstrich-Lasers 5 reduziert und erhält gleichzeitig die Langzeitstabilität der Hochfrequenz-Referenz 14, wobei eine absolute Referenzierung durch Ankopplung des Hochfrequenz-Oszillators 14 an eine Atomuhr (Wasserstoff-Maser-Uhr o.ä., in 1 nicht dargestellt) erreicht werden kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der
1 erzeugt der Laser
1 den Frequenzkamm durch Differenz-Frequenz-Mischung (vgl.
DE 10 2010 048 576 A1 ). Somit ist die Träger-Einhüllenden-Frequenz gleich Null und der Frequenzkamm hat nur einen freien Parameter, nämlich die Repetitionsfrequenz. Damit ist ein einziger schmalbandiger optischer Oszillator (Dauerstrich-Laser
5) ausreichend, um das Phasenrauschen zu reduzieren und entsprechend eine Schmalbandigkeit der zu der Referenzwellenlänge des Dauerstrich-Lasers
5 jeweils benachbarten Spektrallinie des Frequenzkamms zu erhalten. Durch den optischen Lock auf die Repetitionsfrequenz über die optische Phasenregelschleife vermindert sich das Phasenrauschen aller Spektrallinien des Frequenzkamms auf das mit der Trägerfrequenz des Frequenzkamms jeweils skalierte Phasenrauschen des Dauerstrich-Lasers
5. Schmalbandige Laser mit Linienbreiten < 100 Hz stehen kommerziell zur Verfügung, insbesondere auch bei der für praktische Anwendungen wichtigen Wellenlänge von 1550 nm. Damit kann erreicht werden, dass bei dem Frequenzkamm die Spektrallinien im gesamten Wellenlängenbereich (z.B. 0.4-2.5 µm) um mehrere Größenordnungen schmaler als bei einem herkömmlichen Frequenzkamm sind, bei gleichzeitig maximaler Langzeitstabilität. Linienbreiten von ~ 100 Hz sind erreichbar, die für die meisten Anwendungen, z.B in der Quantenoptik, mehr als ausreichend sind.
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Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Träger-Einhüllenden-Frequenz des Lasers 1 ungleich Null ist. Die zu dem Ausführungsbeispiel der 1 korrespondierenden Elemente sind in der 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 1 weist die Vorrichtung der 2 einen Strahlteiler 20 auf, um die Laserstrahlung 2 nicht nur für den Phasenvergleich dem Fotodetektor 12 zuzuführen, sondern auch einem f-2f- Interferometer 21, das eine Regelgröße 22 aus der gepulsten Laserstrahlung 2 ableitet. Die Regelgröße 22 entspricht der Träger-Einhüllenden-Frequenz des Frequenzkamms. Wiederum erfolgt mittels eines Phasen-Frequenz-Detektors 23 ein Phasenvergleich mit dem Signal eines weiteren Hochfrequenz-Oszillators 24. Das damit erhaltene Phasendetektionssignal wird mittels eines weiteren Schleifenfilters 25 in eine Stellgröße 26 umgesetzt, um den Laser 1 anzusteuern und die Träger-Einhüllenden-Frequenz des Frequenzkamms nachzuführen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 sind somit insgesamt drei Regelschleifen vorhanden, um den Frequenzkamm zu stabilisieren und an den Dauerstrich-Laser 5 als kurzzeitstabile optische Referenz anzukoppeln. Die 2 zeigt weiterhin, dass die Hochfrequenz-Oszillatoren 8, 14 und 24 zur absoluten Referenzierung an ein Frequenznormal 27 (Atomuhr o.ä.) angekoppelt sind. Verschiedene zur Aufbereitung der optischen bzw. elektrischen Signale verwendete Filter, die jeweils entsprechend der Funktion unterschiedlich ausgebildet sind, sind in der 2 einheitlich mit F bezeichnet.
