[发明专利]使光频梳稳定

说明书

本发明涉及一种用于运行激光器装置(1)的方法，通过该方法可以稳定光频梳，所述光频梳的模式的频率能够通过式子f_m＝m x f_rep+f₀来描述，其中f_rep是模式间距、f₀是偏置频率和m是自然数。确定至少一个信号(S1，S2，S3，S4)，所述信号与自由度(F)的实际值相关联，其中所述自由度(F)是由所述光频梳的偏置频率f₀和模式间距f_rep构成的线性组合。利用第一控制单元(10)基于所述信号将所述自由度(F)的实际值设定到第二控制单元(40)的预定的采集范围(ΔF_Einfang)中。一旦达到所述第二控制单元(40)的采集范围(ΔF_Einfang)，则激活所述第二控制单元(40)，以及借助所述第二控制单元(40)将所述实际值调节到期望值(F_Soll)。

技术领域

本发明涉及光频梳的领域。如在下文中介绍的那样，根据本发明的方法可以用于使光频梳稳定。

已知地，光频梳可以通过提供短的或超短的激光脉冲来产生。这种激光脉冲可以具有在皮秒或飞秒的范围中的脉冲持续时间。当然也可考虑更大的或者更小的脉冲持续时间，例如在阿秒到微秒范围中的脉冲持续时间。

在频域中，激光脉冲的序列可以作为频率梳来表示。图2示出了作为频率梳的这种视图，其中比照频率f绘出了光强度I。频率梳包括在离散光频率f_m下的的模式。强度曲线的包络部可以在产生激光脉冲的激光介质的强度带宽之内。该包络部的宽度与激光脉冲的脉冲持续时间成反比。

背景技术

已知地，光频梳的模式的频率可以一般而言通过式子f_m＝m x f_rep+f₀来描述，其中m为自然数并且f_rep和f₀具有频率的单位。如从该式子和图2所得知的那样，光频梳的相邻的模式的频率具有间距f_rep，该间距称作频率梳的模式间距。当该频率梳对应于在谐振器中传播的激光脉冲时，模式间距f_rep相应于振荡器的脉冲重复频率(＝repetitionsrate)，即相应于在振荡器中的脉冲的传播时间的导数。

频率梳的模式在正常情况下并不准确地在f_rep的整数倍处。如从上面的式子和图2中可看到的那样，频率梳可以偏移了偏置频率f₀。当然也可考虑如下情况：f₀等于零并且由此频率梳的模式在f_rep的整数倍处。对于在谐振器中传播的激光脉冲，偏置频率f₀的存在的原因会是，在振荡器中传播的脉冲的波群速度不同于脉冲的各个模式的相位速度。

本领域技术人员得出，频率梳的模式通过式子f_m＝m x f_rep+f₀的描述是理想化的视图。实际频率梳的模式可以具有在频域中的有限的宽度。

光频梳例如使用在光谱学的领域中，尤其原子中的电子跃迁的光谱学的领域中，或用于非常精确的频率测量。对于这些应用，重要的是，可以使频率梳稳定。“使频率梳稳定”在本发明的意义下指的是使频率梳的模式中的至少一个模式的位置稳定。主动稳定会是必需的，因为模式间距f_rep和偏置频率f₀会对外部影响极其敏感地做出反应。对于在谐振器中的激光脉冲，谐振器长度的微小改变并且由此重复率已导致频率梳的模式间距f_rep的改变。例如谐振器中的色散特性的改变会导致偏置频率f₀的改变。