DE4306754A1 - Atomfrequenznormal - Google Patents

Atomfrequenznormal

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    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/26Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles as a frequency reference

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Description

Die Erfindung betrifft ein Atomfrequenznormal mit einer innerhalb eines Hohlraumresonators angeordneten Resonanz­ zelle, wie es für die verschiedenartigsten Zwecke in der Technik als hochstabiles Frequenznormal benutzt wird.
Atomfrequenznormale dieser Art sind bekannt (M. Arditi, T.R. Carver, Phys. Rev. 124, 800-809, 1961). Eine Hauptursache für die Ungenauigkeit von passiven Atomfrequenznormalen, beispielsweise Rubidium-Frequenz­ normalen, ist der sogenannte Lightshift-Effekt. Dieser Effekt tritt auf, wenn die spektrale Verteilung des Pumplichtes nicht völlig symmetrisch zu der zu pumpenden Spektrallinie ist. In diesem Falle entsteht eine Fre­ quenzabweichung der Hyperfeinstrukturlinie, welche als Referenz für das Atomfrequenznormal dient. Die Frequenz­ verschiebung ist der Intensität des Pumplichtes propor­ tional. Durch den Lightshift-Effekt wirken sich Schwan­ kungen in der Lichtintensität des Pumplichtes auf die Frequenz des Frequenznormales aus.
Bei Atomfrequenznormalen, die mit Spektrallampen gepumpt werden, kann durch Wahl spezieller Puffergase sowie der Temperaturen in der Spektrallampe oder durch zusätzliche Filterzellen eine angenäherte symmetrische Verteilung des Pumplichtes erreicht und damit der Lightshifteffekt minimiert werden, dies ist bei Frequenznormalen, die mit Laserlicht gepumpt werden, nicht möglich, da der Lightshifteffekt bei lasergepumpten Atomfrequenznormalen in erster Näherung proportional der Laserintensität und proportional der Abweichung der Laserfrequenz von der Mitte der zu pumpenden Spektrallinie ist.
Um auch bei lasergepumpten Atomfrequenznormalen diesen Lightshift-Effekt zu vermeiden ist es bekannt, die Diskriminatorkurve des Frequenzregelkreises während eines Kalibriervorganges zu vermessen und daraus eine Regelgröße zum Nachregeln der Laserfrequenz zu berechnen (M. Hashimoto, M. Qhtsu, IEEE J.Qe, 23, 446-451, 1987; M. Hashimoto, M. Ohtsu, IEEE Tr. Instr. Meas. 39, 458-462, 1990; I. Matsuda, IEEE J.Qe, 26 9-12, 1990). Dieses bekannte Verfahren ist sehr aufwendig und setzt voraus, daß die Frequenzregelschleife aufgetrennt wird. Ausgangs­ punkt für dieses bekannte Verfahren ist die Erkenntnis, daß aufgrund der etwa Gauß′schen räumlichen Verteilung des Laserstrahls in der Resonanzzelle Lokalbereiche mit höherer und niedrigerer Intensität entstehen. Ist die Laserlinie nicht in der Mitte der Resonanzlinie, so ent­ steht aufgrund des Lightshift-Effekts eine Unsymmetrie der Diskriminatorkurve, mit welcher die Mikrowellenfre­ quenz mittels des Frequenzregelkreises auf die Atomre­ sonanz geregelt wird. Nach dem bekannten Verfahren wird bei aufgetrennter Frequenzregelschleife die Diskrimina­ torkurve durch Verschieben der Mikrowellenfrequenz ausge­ messen, die gemessenen Werte werden in einem Computer gespeichert und es wird daraus dann eine Regelgröße berechnet, die ein Maß für die Unsymmetrie der Diskrimi­ natorkurve ist. Mit dieser Regelgröße wird dann die Laserfrequenz beispielsweise über die Lasertemperatur nachgeregelt. Die Abtastung der Diskriminatorkurve und die anschließende Rechenauswertung ist sehr zeitraubend (420 s), dieses bekannte Korrekturverfahren kann daher nur intermittierend in größeren Zeitabständen und nicht kontinuierlich als Regelung angewendet werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Atomfrequenznormal der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem der Lightshift-Effekt kontinuierlich minimierbar ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Atomfrequenznormal laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kenn­ zeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung wird aus den Änderungen der Frequenz der Hyperfeinstrukturlinie bei zwei unterschiedlichen Lichtintensitäten des Laserlichtes unmittelbar eine Regelgröße für die Regelung der Frequenz des Laserlichtes auf minimalen Lightshift abgeleitet, damit ist erstmals unmittelbar während des Betriebes des Atomfrequenznormals eine Lightshiftkorrektur durchführbar, der Light­ shift-Effekt wird also während des Betriebes kontinuier­ lich auf ein Minimum geregelt. Sowohl für die Erzeugung der Änderung der Lichtintensität als auch für die davon abzuleitende Regelgröße gibt es die verschiedensten Möglichkeiten.
Eine erste Möglichkeit für die Erzeugung unterschiedlicher Laserlichtintensitäten besteht darin, den Laserstrahl durch bekannte optische Maßnahmen unter Verwendung von Umlenkspiegeln in zwei in geringem Abstand von einigen Millimetern parallel verlaufende Teilstrahlen aufzuteilen, wobei wiederum durch bekannte optische Maßnahmen, z. B. Filter oder dgl., der eine Teilstrahl eine wesentlich geringere Intensität erhält als der andere Teilstrahl. In der Praxis ist es ausreichend, wenn die Teilstrahlen eine unterschiedliche Intensität im Verhältnis von etwa 1:2 aufweisen. Die so erzeugten beiden parallelen Teil-. strahlen werden durch die gleiche Resonanzzelle geleitet und nach dem Durchtritt separaten Fotozellen zugeführt, denen jeweils phasenempfindliche Gleichrichter nachge­ schaltet sind. Auf diese Weise wird für jeden der beiden Teilstrahlen von unterschiedlicher Intensität eine jeweils unterschiedliche Diskriminatorkurve erzeugt, wenn die Laserlinie nicht symmetrisch zur pumpenden Atomlinie des betreffenden Atoms ist und der erwähnte Light­ shift-Effekt entsteht. Die damit entstehenden unter­ schiedlichen Diskriminatorkurven besitzen unterschiedliche Nulldurchgänge. Die Differenz der Ausgangsspannungen der beiden phasenempfindlichen Gleichrichter ist damit ein Maß für den Lightshift-Effekt und kann zur kontinuier­ lichen Regelung der Laserfrequenz und damit der Laserlinie exakt auf die Mitte der Atomresonanz benutzt werden. Einer der phasenempfindlichen Detektoren wird unabhängig davon in bekannter Weise für den Frequenzregelkreis des den Hohlraumresonator spei senden Mikrowellenoszillators benutzt.
Eine andere Möglichkeit für die Erzeugung der beiden unterschiedlichen Lichtintensitäten des Laserlichtes besteht darin, die Laserlichtquelle in ihrer Intensität entsprechend zu modulieren. Voraussetzung ist eine Laserlichtquelle, bei der die Frequenz des Laserlichtes und dessen Intensität unabhängig voneinander regelbar sind. Solche Laserlichtquellen sind bekannt und bestehen im einfachsten Fall aus einer Laserdiode, die mit einem externen optischen Resonator gekoppelt ist. Dieser Resonator sorgt dafür, daß bei einer Stromänderung durch die Laserdiode die Frequenz sich nicht ändert. Anderer­ seits kann die Laserfrequenz unabhängig von der Intensität durch Verstimmen des externen Resonators verstimmt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, das Licht einer nicht modulierten Laserlichtquelle mit einem externen, z. B. einem akustooptischen Lichtmodulator zu modulieren.
Eine erfindungsgemäße Regelanordnung ist sehr einfach und preiswert realisierbar, da nur wenige zusätzliche Bauteile nötig sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines Atomfrequenz­ normals bestehend aus einer Resonanzzelle 1, die bei­ spielsweise mit Rubidiumgas gefüllt ist und in einem Hohlraumresonator 2 angeordnet ist, der über ein fre­ quenzmoduliertes Mikrowellensignal angeregt ist. Das frequenzmodulierte Mikrowellensignal wird durch einen Mikrowellenoszillator 3, einen Modulator 4 und einen Modulationsoszillator 5 erzeugt. Das Pumplicht für die Resonanzzelle 1 wird durch eine Laserdiode 6 erzeugt.
Der über die Laserdiode 6 erzeugte Laserstrahl 7 wird durch eine optische Einrichtung 8 beispielsweise unter Verwendung von Umlenkspiegeln in zwei parallele Teil­ strahlen 9 und 10 unterschiedlicher Intensität aufgeteilt, der eine Strahl 9 besitzt beispielsweise nur die Hälfte der Intensität des anderen Strahles 10. Dies wird beispielsweise durch Anordnung entsprechender Absorp­ tionsfilter im Strahlengang des einen Teilstrahles erreicht. Die beiden Teilstrahlen 9 und 10 werden durch die Resonanzzelle 1 hindurchgeleitet und nach dem Durch­ tritt durch die Resonanzzelle 1 zwei getrennten Fotozellen 11 und 12 zugeführt, die in einem dem Abstand der Teilstrahlen 9 und 10 entsprechenden Abstand angeordnet sind. Die Ausgangssignale dieser Fotozellen 11 und 12 werden zwei getrennten phasenempfindlichen Gleichrichtern (Detektoren) 13 und 14 zugeführt, die mit der Modula­ tionsfrequenz des Modulationsoszillators 5 synchronisiert sind. Auf diese Weise werden infolge der Frequenzmodu­ lation des den Hohlraumresonator 2 anregenden Mikro­ wellensignals für jeden Teilstrahl 9 und 10 eine andere Diskriminatorkurve im phasenempfindlichen Gleichrichter erzeugt. Das Ausgangssignal des einen phasenempfindlichen Gleichrichters 13 wird in bekannter Weise zum Nachregeln der Frequenz des Mikrowellenoszillators 3 auf die Atom­ resonanz benutzt. Die Ausgangssignale der beiden phasen­ empfindlichen Gleichrichter 13 und 14 werden außerdem einer Differenzschaltung 15 zugeführt, in welcher die Differenz der Ausgangsspannungen der beiden phasen­ empfindlichen Gleichrichter gebildet wird, dieses Differenzsignal ist ein Maß für den Lightshift-Effekt und wird unmittelbar zum Nachregeln der Frequenz der Laserdiode 6 benutzt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird in bekannter Weise die Arbeitstemperatur der Laser­ diode über eine Temperaturregeleinrichtung 16 so geregelt, daß die Laserfrequenz exakt mit der Mitte der Atomresonanz übereinstimmt und damit der Lightshift-Effekt zu Null wird. Anstelle der Temperaturregelung der Laserdiode könnte die Änderung der Laserfrequenz gegebenenfalls auch über die Verstimmung eines externen Laser-Resonators erfolgen. Welcher der beiden in der Intensität unter­ schiedlichen Teilstrahlen 9 oder 10 für die Frequenz­ regelung des Mikrowellenoszillators benutzt wird hängt von anderen Bedingungen der Gesamtanordnung ab.
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 1, hier sind den beiden phasen­ empfindlichen Gleichrichtern 13 und 14 jeweils Integra­ toren 17 und 18 nachgeordnet, das integrierte Ausgangs­ signal des Integrators 17 wird wieder zur unmittelbaren Regelung des Mikrowellenoszillators 3 benutzt, während das integrierte Ausgangssignal des Integrators 18 un­ mittelbar zur Regelung der Frequenz der Laserdiode 6 benutzt wird. Die beiden phasenempfindlichen Gleichrichter 13 und 14 sind wieder mit der Modulationsfrequenz des Mikrowellenoszillators getaktet. Da bei dieser Anordnung die Regelschleife für den Mikrowellenoszillator dafür sorgt, daß die Ausgangsspannung des phasenempfindlichen Gleichrichters 13 bzw. die Eingangsspannung des diesem zugeordneten Integrators 17 im zeitlichen Mittel zu Null wird, ist die Differenz der Ausgangsspannungen der phasenempfindlichen Gleichrichter 13 und 14 identisch mit der Ausgangsspannung des zweiten phasenempfindlichen Gleichrichters 14. Durch Integration dieser Ausgangs­ spannung im Integrator 18 wird unmittelbar die Regelgröße für die Frequenzregelung der Laserdiode gewonnen.
Fig. 3 zeigt eine andere Möglichkeit für die Erzeugung der sich ändernden Intensität des Laserlichts und zwar durch entsprechende Modulation der Lichtintensität.
Der über die Laserdiode 6 erzeugte Laserstrahl 7 wird nach Durchlaufen der Resonanzzelle 1 wieder einer Foto­ zelle 11 zugeführt, welche die Absorption des Pumplichtes nachweist, die mit der Frequenzmodulation der Mikrowel­ lenfrequenz schwankt. In einem nachfolgenden phasen­ empfindlichen Gleichrichter 13, der mit der Frequenz des Modulationsoszillators 5 synchronisiert ist, werden die mit der Modulationsfrequenz schwankenden Lichtände­ rungen detektiert und die Ausgangsspannung U dieses phasenempfindlichen Gleichrichters 13 dient wieder zum Nachregeln der Frequenz des Mikrowellenoszillators 3 auf die Atomresonanz.
Die Laserdiode 6 wird mit einer Frequenz f in ihrer Intensität moduliert, dies geschieht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch entsprechende Modulation des Diodenstromes I mittels einer modulierbaren Stromquelle 24. Damit durch die Stromänderung nicht gleichzeitig auch eine störende Frequenzänderung des Laserlichtes auftritt ist der Laserdiode 6 noch ein optischer Resonator 25 zugeordnet, der diesen Effekt verhindert. Mit der gleichen Frequenz f, mit welcher die Stromquelle 24 moduliert ist, wird ein zusätzlicher phasenempfindlicher Gleichrichter 26 synchronisiert, dem die Regelspannung des phasenempfindlichen Gleichrichters 13 zugeführt wird. Da der Lightshift der Intensität der Laserdiode 6 pro­ portional ist besitzt die Ausgangsspannung U des Phasen­ detektors 13 die gleichen Schwankungen mit der gleichen Frequenz f. Über den mit der Frequenz f synchronisierten phasenempfindlichen Gleichrichter 26 wird so also eine Regelgröße R gewonnen, die unmittelbar ein Maß für den Lightshift-Effekt ist und die unmittelbar zum Nachregeln der Frequenz der Laserdiode benutzbar ist. Zum Nachregeln der Frequenz der Laserdiode 6 wird in diesem Ausführungs­ beispiel vorzugsweise die Verstimmung des externen Reso­ nators 25 benutzt, so daß die Laserfrequenz exakt mit der Mitte der Atomresonanz übereinstimmt und so der Lightshift-Effekt zu Null wird. Die Frequenz der Laserdiode könnte auch durch Änderung des Diodenstromes oder der Temperatur geregelt werden.
Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der mit modulierter Licht­ intensität arbeitenden Schaltung nach Fig. 3. Hier wird das Ausgangssignal des mit der Modulationsfrequenz des Mikrowellenoszillators getakteten phasenempfindlichen Gleichrichters 13 über einen Umschalter 30 wechselweise zwei Integratoren 31 und 32 zugeführt, der Schalter 30 ist mit der Frequenz f getaktet, mit welcher über den Diodenstrom die Intensität des Laserlichtes moduliert wird. Damit wird beispielsweise das jeweils der geringeren Intensität zugeordnete Ausgangssignal im Integrator 31 integriert und zur Regelung der Frequenz des Mikrowellen­ oszillators benutzt, während das der größeren Intensität entsprechende Ausgangssignal des phasenempfindlichen Gleichrichters 30 im Integrator 32 integriert wird und wieder zur Regelung der Frequenz der Laserdiode benutzt wird, beispielsweise wieder mittels einer Temperatur­ regeleinrichtung 16.
Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der Schaltung nach Fig. 3, hier wird das Ausgangssignal des phasenempfind­ lichen Gleichrichters 13 einem ersten Integrator 33 zugeführt und über diesen die Regelspannung für den Mikrowellenoszillator 3 gewonnen. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal dieses phasenempfindlichen Gleichrichters 13 einem weiteren phasenempfindlichen Gleichrichter 34 zugeführt, der mit der Frequenz f, mit welcher die Intensität des Laserlichts moduliert wird, getaktet ist. Über den Regelkreis (Integrator 33) wird die Ausgangs­ spannung des phasenempfindlichen Gleichrichters 13 im zeitlichen Mittel zu Null, wie dies schon im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnt ist. Wenn ein Lightshift vorhanden ist wird die Ausgangsspannung 13 dieses phasenempfind­ lichen Gleichrichters 13 jedoch im Rhythmus der Laser­ licht-Modulation moduliert und diese Modulation läßt sich daher mit dem zweiten phasenempfindlichen Gleich­ richter 34, der mit dieser Frequenz f getaktet ist, detektieren. Die Ausgangsspannung dieses phasenempfind­ lichen Gleichrichters kann nach Integration in einem nachgeschalteten Integrator 35 wieder unmittelbar zur Regelung der Frequenz der Laserdiode 6, beispielsweise wiederum über eine entsprechende Temperaturregelein­ richtung 16 benutzt werden.
Bei der Regelung des Lightshiftes über die Intensitäts­ modulation des Laserlichts wird die Modulationsfrequenz der Laserintensität zweckmäßigerweise wesentlich kleiner gewählt als die Modulationsfrequenz des Mikrowellen­ oszillators, die Mikrowelle wird üblicherweise mit etwa 100 Hz in der Frequenz moduliert, die Modulation der Laserintensität wird daher beispielsweise zur nur etwa 1 Hz gewählt.

Claims (13)

1. Atomfrequenznormal mit einer innerhalb eines Hohl­ raumresonators (2) angeordneten Resonanzzelle (1), einem den Hohlraumresonator (2) anregenden frequenz­ modulierten Mikrowellenoszillator (3, 4, 5), einer Laserlichtquelle (6) als Pumplichtquelle sowie mit einem den Mikrowellenoszillator (3, 4, 5) in der Frequenz regelnden Regelkreis, der eine Fotozelle (11), die den die Resonanzzelle (1) durchstrahlenden Laserstrahl empfängt, und einen mit der Modulationsfrequenz des Mikrowellenoszillators (3, 4, 5) getakteten phasen­ empfindlichen Gleichrichter (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die das Laserlicht mit unterschiedlicher Intensität die Resonanzzelle (1) durchstrahlt und wobei außerdem dem phasenempfindlichen Gleichrichter Einrichtungen zugeordnet sind, mit denen die Änderung der Frequenz der Hyperfeinstrukturlinie durch die unterschiedliche Intensität des Laserlichts festge­ stellt wird und durch welche unmittelbar die Frequenz der Laserlichtquelle auf minimalen Lightshift geregelt ist.
2. Atomfrequenznormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (7) der Laserdiode (6) vor der Resonanzzelle (1) optisch in zwei Teilstrahlen (9, 10) unterschiedlicher Intensität aufgeteilt wird und bei dem zusätzlich zu der den einen Teilstrahl (9) empfangenden Fotozelle (11) des Frequenzregelkreises für den Mikrowellen­ oszillator (3, 4, 5) eine weitere den anderen Teilstrahl (10) empfangende Fotozelle (12) vorgesehen ist, der ein weiterer mit der Modulationsfrequenz des Mikro­ wellenoszillators (3, 4, 5) getakteter phasenempfind­ licher Gleichrichter nachgeschaltet ist, wobei von den Ausgangssignalen dieser beiden phasenempfindlichen Gleichrichter (13, 14) eine Regelgröße zum Regeln der Frequenz der Laserlichtquelle (6) auf minimalen Light­ shift-Effekt abgeleitet wird (Fig. 1 und 2).
3. Atomfrequenznormal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Diffe­ renzschaltung (15) die Differenz der Ausgangsspannungen der beiden phasenempfindlichen Gleichrichter (13, 14) gebildet wird und mit diesem Differenzsignal die Frequenz der Laserlichtquelle (6) geregelt ist (Fig. 1).
4. Atomfrequenznormal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der beiden phasenempfindlichen Gleichrichter (13, 14) ein Inte­ grator (17, 18) zugeordnet ist und mit dem Ausgangs­ signal des dem ersten phasenempfindlichen Gleichrichter (13) zugeordneten Integrators (17) die Frequenz des Mikrowellenoszillators (3, 4, 5) und mit dem Ausgangs­ signal des dem zweiten phasenempfindlichen Gleich­ richter (14) zugeordneten Integrators (18) unmittelbar die Frequenz der Laserlichtquelle (6) geregelt ist (Fig. 2).
5. Atomfrequenznormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtintensität der Laserlichtquelle (6) zwischen einem hohen und einem niedrigen Wert umgetastet wird.
6. Atomfrequenznormal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des mit der Modulationsfrequenz des Mikrowellen­ oszillators (2, 4, 5) getakteten phasenempfindlichen Gleichrichters (13) einem weiteren mit der Frequenz (f) der Intensitätsänderung der Laserlichtquelle (6) getakteten phasenempfindlichen Gleichrichter (26) zugeführt ist und das Ausgangssignal (R) dieses phasenempfindlichen Gleichrichters (26) als Regelgröße zum Regeln der Frequenz der Laserlichtquelle auf minimalen Lightshift dient (Fig. 3).
7. Atomfrequenznormal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des mit der Modulationsfrequenz des Mikrowellenoszil­ lators (3, 4, 5) getakteten phasenempfindlichen Gleich­ richters (13) mittels eines mit der Frequenz (f) der Intensitätsänderung der Laserlichtquelle (6) getakteten Umschalters (30) wahlweise zwei getrennten Integratoren (31, 32) zugeführt wird und das Ausgangssignal des einen Integrators (31) zum Regeln der Frequenz des Mikrowellenoszillators (3, 4, 5) und das Ausgangssignal des anderen Integrators (32) zum Regeln der Frequenz der Laserlichtquelle (6) auf minimalen Lightshift dient (Fig. 4).
8. Atomfrequenznormal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des mit der Modulationsfrequenz des Mikrowellenoszil­ lators (3, 4, 5) getakteten phasenempfindlichen Gleich­ richters (13) einem ersten Integrator (33) und einem zweiten mit der Frequenz der Intensitätsänderung der Laserlichtquelle (6) getakteten phasenempfindlichen Gleichrichter (34) zugeführt ist, wobei das Ausgangs­ signal des ersten Integrators (33) zum Regeln der Frequenz des Mikrowellenoszillators (3, 4, 5) dient und das Ausgangssignal des zweiten phasenempfindlichen Gleichrichters (34) nach Integration in einem weiteren Integrator (35) zum unmittelbaren Regeln der Frequenz der Laserlichtquelle auf minimalen Lightshift dient (Fig. 5).
9. Atomfrequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Laserlichtquelle eine Laserdiode (6) dient.
10. Atomfrequenznormal nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitäts­ änderung der Laserdiode (6) mittels einer steuerbaren Stromquelle (24) durch Änderung ihres Speisestromes (I) erfolgt.
11. Atomfrequenznormal nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Laserdiode mittels einer Einrichtung (16) zum Ändern der Temperatur der Laserdiode (6) geregelt ist.
12. Atomfrequenznormal nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Laserdiode (6) über die Verstimmung eines mit der Laserdiode (6) gekoppelten optischen Resonators (25) geregelt ist.
13. Atomfrequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Änderung der Lichtintensität des Laserlichtes kleiner gewählt ist als die Modula­ tionsfrequenz des Mikrowellenoszillators (3, 4, 5).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996008084A1 (en) * 1994-09-09 1996-03-14 Northrop Grumman Corporation Atomic time standard with piezoelectric stabilization of diode laser light source
EP0732811A1 (de) * 1995-03-14 1996-09-18 Observatoire Cantonal De Neuchatel Atomfrequenzstandard

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996008084A1 (en) * 1994-09-09 1996-03-14 Northrop Grumman Corporation Atomic time standard with piezoelectric stabilization of diode laser light source
EP0732811A1 (de) * 1995-03-14 1996-09-18 Observatoire Cantonal De Neuchatel Atomfrequenzstandard
US5656974A (en) * 1995-03-14 1997-08-12 Observatoire Cantonal De Neuchatel Atomic frequency oscillator

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