Projekt laufend

STELLAR

Entwicklung eines kontinuierlichen Lasers auf der Grundlage der Superradianz thermischer Strontium-Atome


Thema Basistechnologien für Quantentechnologien

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.01.2026 - 31.07.2028

Projektvolumen 574440

Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert

Wissenschaftler vor einem Mikroskop
FBI

Quantenwissenschaftler Dr. Amir Mahdian während der Integration eines kompakten Vakuumsystems für die Präzisionsspektroskopie thermischer Strontiumatome.

Beschreibung

Motivation

STELLAR soll einen kontinuierlichen Superradianz-Laser mit einem thermischen Strontium-Atomstrahl demonstrieren. Durch die Nutzung der Superradianz kann frequenzstabiles Licht mit geringsten Linienbreiten in einer zukünftig vereinfachten Systemarchitektur erzeugt werden. Dies wird erreicht, indem ein Strontium-Atomstrahl mit einem optischen Resonator kombiniert wird.

Ziele und Vorgehen

Der in STELLAR für einen hohen Fluss kollimierte Atomstrahl wird in einem präzise abstimmbaren Resonator effizient optisch gepumpt, um die Bedingung für konstante Superradianz bei der 689 nm Interkombinationslinie von Strontium zu erreichen. Dies erfordert ein robustes Vakuumsystem, eine leistungsfähige Atomquelle und kompakte optische Resonatoren. Zuletzt werden alle Systemkomponenten in einen Demonstrator integriert und das System hinsichtlich seiner Lang- und Kurzzeitstabilität charakterisiert.

Innovation und Perspektiven

Durch die Nutzung der kollektiven Emission kohärenter Photonen aus einem optisch gepumpten atomaren Ensemble können entsprechende Systeme die Robustheit erhöhen, indem die Abhängigkeit von hochstabilen optischen Resonatoren entfällt. Zudem besteht die Möglichkeit, solche Systeme im kontinuierlichen Betriebsmodus zu betreiben. STELLAR wird den Weg für kompakte und robuste optische Technologien ebnen, die in der Satellitennavigation, zur Synchronisation von Kommunikationsnetzen der nächsten Generation sowie in der Grundlagenforschung eingesetzt werden können. STELLAR eröffnet neue Möglichkeiten, hochpräzise Frequenzstandards praxisnah und skalierbar umzusetzen.

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Weitere Infos

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