Duitsland – Speciale optische instrumenten – Quetschlaser

Das Institut für Quantenphysik beabsichtigt die Anschaffung von zwei voneinander unabhängigen Lichtquellen, die Laserstrahlen der Wellenlänge 1550,1 nm in gequetschten Vakuumzuständen bereitstellen. Diese sogenannten „Quetschlaser“ sollen mit quasi-monochromatischem ultrastabilen kohärentem Licht bei 1550,1 nm eines Faserlasers gepumpt werden, der somit die Phasenreferenz darstellt. Der Faserlaser ist nicht Teil der Vergabe.

Die Quetschlaser sollen in bestehende Experimente auf optischen Tischen integriert werden und müssen dafür sehr spezialisierte Kriterien erfüllen. Um den Zeitplan des Forschungsprojekts erfüllen zu können, muss die Lieferung bis zum 31.12.2026 erfolgen. Die beiden Quetschlaser müssen jeweils die folgenden technischen Anforderungen erfüllen:

• Eine vorhandene Faser mit Pumplicht soll direkt an die Gehäuse der Quetschlaser gesteckt werden können.
• Aus maximal verfügbaren 500 mW quasi-monochromatischer Pumpstrahlung bei 1550,1 nm stellt ein Quetschlaser ein beugungsbegrenzten senkrecht-polarisierten Strahl her und koppelt ihn als Freistrahl aus dem Gehäuse aus. Der Strahl trägt gequetschte Vakuumzustände in einem breiten Spektrum um die Wellenlänge 1550,1 nm, aber rigoros keine Pumpstrahlung dieser Wellenlänge.
• Eine CE-Dokumentation der Quetschlaser sollte vorhanden sein. Folgende Spezifikation sind im Detail zwingend erforderlich:
• An dem ausgekoppelten Quetschstrahl muss einen Quetschfaktor von bis zu 10 dB und ein Anti-Quetschfaktor von bis zu 20 dB innerhalb des Frequenzbands unter 10 MHz direkt mit einem balancierten Homodyndetektor (BHD) messbar sein, wobei der BHD einen Lokaloszillator in der TEM00-Mode nutzt und einen Dunkelrauschabstand von ≥20 dB aufweist. Der BHD ist nicht Teil der Vergabe.
• Der hergestellte Quetschstrahl soll ein vom Pumplicht frequenzverschobenes Hilfsfeld mitführen, mit dem die Phase der gequetschten Quadratur gegenüber einem Lokaloszillator bei 1550,1 nm stabilisiert werden kann. Die Frequenzverschiebung muss im Bereich zwischen 20 MHz und 100 MHz liegen. Die Implementierung muss dem aus der Literatur bekannten „coherent control“ entsprechen.
• Für die Justage des Quetschstrahls wird ein automatisiert zuschaltbarer Hilfsstrahl der Wellenlänge 1550,1 nm benötigt, der exakt in derselben räumlichen Mode wie der Quetschstrahl aus dem Quetschlaser auskoppelt.
• Alle optischen, elektro-optischen und opto-mechanischen Komponenten eines jeden Quetschlasers inklusive der Bereitstellung des frequenzverschobenes Hilfsfeld („coherent control“) sollen sich in einem einzigen geschlossenen, staubgeschützten transportablen Gehäuse befinden, dass eine Grundfläche von maximal 0,25 Quadratmeter und eine maximale Höhe von 0,3 m hat. Diese Maße gelten für einen Quetschlaser. Sie entsprechen dem verfügbaren Platz in den bestehenden Experimenten.
• Beide Quetschlaser müssen die gequetschten Vakuumzustände auf Knopfdruck bereitstellen.

Dazu gehört, dass der Start und stabile Betrieb aller Regelkreise für eine phasenstabile Quetschfaktormessung mit einem BHD über eine Nutzerschnittstelle erfolgt. Generell müssen Start und Betrieb des Quetschlasers ohne Öffnen des Gehäuses erfolgen.