Interferometrische Frequenzreglung für durchstimmbare Laser mit absoluter Referenz

Für die Regelung und Stabilisierung der optischen Frequenz (oder Wellenlänge) eines Lasers sind zwei unterschiedliche Ansätze bekannt: Interferometrische Verfahren mit Signalquadratur erlauben die Beobachtung des Durchstimmverhaltens, die Detektion von Modensprüngen und eine sehr schnelle Wellenlängenmessung und –regelung während der Laserdurchstimmung. Demgegenüber stellt die „Doppler-freie“ Sättigungsspektroskopie eine von den Umgebungsbedingungen unabhängige, absolute Wellenlängenreferenz zur Verfügung. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie die Kombination beider Verfahren es ermöglicht, einen Laser durch interferometrische Regelung mit hoher Genauigkeit und Langzeitstabilität auf beliebige Frequenzen abseits der atomaren Linien zu regeln bzw. dort geregelt durchzustimmen. Mögliche Anwendungsgebiete sind die Atomphysik, wo das Verfahren Offset-Locks ohne hochfrequenztechnische Beschränkungen ermöglicht, die Spektroskopie, sowie die Interferometrie (Dicken,- Abstands-, Formmessung, …), wo es eine präzise Frequenzdurchstimmung bei gleichzeitig exakter Kenntnis der Absolutwellenlänge bietet.