Labor-Experimente

Labor-Experimente

Ein großer Teil der mehr als 2000 Quadratmeter Laborfläche am AEI sind Experimenten im Bereich der erdgebundenen Interferometrie gewidmet.

Die große Stellfläche und die Verfügbarkeit eines Krans machen ein ehemaliges Hochregallager zum idealen Platz für den AEI 10-Meter-Prototypen. Eine zweite große Fläche beherbergt einen exakte Replik des vorstabilisierten 200-Watt-Lasers für Advanced LIGO.

Außerdem gibt es im AEI verschiedene weitere Experimente zur Forschung an Hochleistungslasern und deren Stabilisierung.

Der Advanced LIGO-Laser bietet einen hochstabilen Laserstrahl bei einer Leistung von 165 Watt mit einem sauberen räumlichen Modenprofil. Dieser Strahl wird genutzt, um

  • die Leistung und Frequenz der Advanced LIGO-Lichtquelle zu stabilisieren [Kwee et al. Opt. Lett. (2011)]
  • in einem Experiment zur Erzeugung von Licht der zweiten harmonischen Frequenz (SHG) einen Laserstrahl mit einer Leistung von 130 Watt bei einer Wellenlänge von 532 Nanometer zu erzeugen [Meier et al. Opt. Lett. (2010)]
  • ein diffraktives optisches Element zu beleuchten, das einen Laserstrahl in der Laguerre-Gauss-Mode LAG33 mit einer Leistung von 83 Watt erzeugt, der in einem Ringresonator räumlich gefiltert wird (in Zusammenarbeit mit der University of Birmingham) [Carbone, L. et al. Phys. Rev. Lett. (2013)]
  • um den Effekt der thermischen Linse bei hohen Laserleistungen in verschiedenen optischen Komponenten wie Faraday-Isolatoren, elektro-optischen Modulatoren und anderen nichtlinearen Materialien zu messen (in Zusammenarbeit mit der University of Glasgow ) [Bogan et al., in Vorbereitung (2013)]

Interferometrische Messungen erfordern oft eine außergewöhnlich hohe Leistungsstabilität der Lichtquelle. Der entscheidende Teil der Stabilisierung ist die exakte Messung der Leistungsschwankungen. Physiker des AEI stellten den Weltrekord bei der Stabilisierung eines Lasers auf, der einem Schrotrauschen von 200 Milliampere Photostrom entspricht. [Kwee et al. Opt. Lett. (2009)].

Ein kleines Tisch-Experiment wird im Rahmen der ALPS-Teilchenphysik-Kollaboration mit dem DESY Hamburg genutzt, um die Längen- und Ausrichtungskontrolle zweier Resonatoren zu überprüfen und zu optimieren. Die größte Herausforderung besteht darin, einen optischen Resonator auf einen imaginären Gauss-Strahl zu stabilisieren ohne tatsächlich Licht mit den Eigenschaften des fiktiven Strahls zu nutzen.

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