Dauerstrich‐Laser mit Wellenlängen unterhalb von 190 nm sind bislang nicht verfügbar. Sie werden für wichtige quantentechnologische und metrologische Anwendungen benötigt, z.B. für noch präzisere Atomuhren, ionische Qubits für das Quantencomputing, Detektion optischer Übergänge und hoch ortsaufgelöste Inspektion in der Halbleiterfertigung. Im Projekt wird das IKZ hochreine und extrem defektarme BaMgF4-Kristalle herstellen und daraus dünne Chips präparieren, die anschließend am Fraunhofer IPM mit einer dort entwickelten Methode hochpräzise periodisch gepolt werden [2]. Dabei wird die Kristallstruktur lokal und mit sub-Mikrometer Genauigkeit durch ein elektrisches Feld periodisch invertiert. Erst dadurch wird die Frequenzverdopplung der Strahlung in den Vakuum-UV-Wellenlängenbereich möglich. Dies wurde bisher allerdings noch nicht experimentell gezeigt. Die Projektpartner werden die Schlüsseltechnologien entwickeln und damit die Erzeugung von Strahlung im Zielwellenlängenbereich demonstrieren. Die Verfügbarkeit solcher kohärenter Strahlquellen wird zu neuen und verbesserten anwendungs‐ und marktrelevanten Quantentechnologien, Strukturierungs- und Charakterisierungsverfahren führen. Eine bedeutende Anwendung ist die präzise Anregung von 229Th-Atomkernen bei 148 nm für eine neue, um mehrere Größenordnungen präzisere Atom“kern“uhr [3].
- [1] https://www.quantentechnologien.de/forschung/foerderung/wissenschaftliche-vorprojekte-wivopro-photonik-und-quantentechnologien/uv-krisp.html
- [2] S.J. Herr, H. Tanaka, I. Breunig, M. Bickermann, F. Kühnemann, “Fanout Periodic Poling of BaMgF4 Crystals”, Opt. Mater. Express 13 (2023) 2158-2164. https://doi.org/10.1364/OME.492170
- [3] https://thoriumclock.eu/ , https://nuquant.physik.uni-mainz.de/
Weitere Informationen:
Prof. Matthias Bickermann
Sektion Oxide & Fluoride
