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Projekt laufend

VUV-goes-Quantum

Kontinuierliche Lichtquellen im VUV-Bereich für die Quantentechnologien

Thema Basistechnologien für Quantentechnologien

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.07.2026 - 30.06.2029

Projektvolumen 580416

Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert

Aufbau optisches Gerät
Universität Bonn

Optischer Aufbau für den Vierwellen-Mischprozess.

Beschreibung

Motivation

Viele Anwendungen im Bereich der Quantentechnologien, wie etwa in der Quanteninformationsverarbeitung und der Quantensensorik, benötigen kohärente Lichtquellen. Die Entwicklung der heutigen optischen Atomuhren und Neutralatom-Quantencomputer wäre ohne die Verfügbarkeit von Lichtquellen blauer Wellenlänge (grob 350 bis 500 nm) nicht möglich gewesen. Neuartige Lichtquellen hoher Kohärenz im Bereich von 100 bis 200 nm werden neue Anwendungen zugänglich machen, etwa in der Adressierung von Atomen, Ionen, Molekülen und Atomkernen, oder in der hochaufgelösten Spektroskopie von Oberflächen in Festkörpermaterialien. Hierzu gehören Analyseverfahren wie etwa ARPES, für die bisher nur gepulste Lichtquellen zur Verfügung standen.

Ziele und Vorgehen

Ziel dieses Projektes ist die Etablierung von Vierwellenmischprozessen in atomaren oder molekularen Gasen zur Erzeugung von Laserstrahlung im Bereich unterhalb von 190 nm. Dieser Bereich ist mit den etablierten nichtlinearen Kristallen unzugänglich. Innerhalb der Projektlaufzeit von drei Jahren werden zunächst unterschiedliche Gase und Pumpwellenlängen untersucht, hierzu müssen optische Systeme und Druckzellen aufgebaut werden. Nach der ersten Validierung des grundlegenden Konzeptes wird die Effizienz erhöht, entweder durch eine Überhöhung der Pumpleistung in einem optischen Resonator oder durch eine Vergrößerung der Interaktionslänge durch eine Hohlkernfaser. Im letzten Schritt wird dann die Wellenlänge tiefer in den Vakuum-ultravioletten Bereich verschoben, entweder durch eine Kaskadierung mehrerer nichtlinearer Prozesse oder durch die Auswahl eines geeigneten nichtlinearen Mediums.

Innovation und Perspektiven

Die Verfügbarkeit neuartiger Systeme im Bereich der Quanteninformationsverarbeitung und Quantensensoren ist von großem strategischem Interesse und sicherlich auch von gesellschaftlichem Nutzen. Hierfür müssen jedoch zunächst die technologischen Grundlagen entwickelt werden. Bei erfolgreichem Projektverlauf werden Verbundprojekte mit Industriepartnern aus dem Bereich der Quantentechnologien angestrebt. Außerdem soll erkundet werden, in welchem Ausmaß Synchrotronstrahlungsquellen durch die hier entwickelten Lasersysteme ersetzt werden können.

Koordinierender Projektpartner

Prof. Dr. Simon Stellmer

E-Mail: stellmer@uni-bonn.de 

Weitere Infos
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