Gequetschtes Licht für Quanten Sensing
Photonenschrotrauschen begrenzt laserbasierte Messungen. Höhere Leistung verbessert das Signal, birgt aber Nachteile. Squeezed Laser reduzieren Rauschen effizient ohne hohe Leistung. Anwendungen: Schwingungsmessung, Biosensorik.
Merken
Viele hochpräzise laserbasierte Messungen werden durch Photonenschrotrauschen limitiert. Dies ist bei Leistungen von mW bis kW Bereich der Fall. Konventionell wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis solcher Messungen durch Erhöhung der optischen Leistung gesteigert.
Dies führt jedoch zu unerwünschten Nebeneffekten. Biologische Proben werden durch zu hohe Leistungen zerstört oder leiden unter Photobleaching. Empfindliche mechanische Proben erwärmen sich. Das Verlassen des Bereichs augensicherer Laserleistungen erzwingt Laserschutzmaßnahmen für den Anwender. Abgesehen davon treten bei hohen Leistungen thermische Effekte, wie zum Beispiel thermische Linsen, auf und können zur Dejustage des Messgeräts führen. Oft ist es aufgrund der hohen Entwicklungs- und Energiekosten auch nicht wirtschaftlich, die Laserleistung weiter zu erhöhen.
Gequetschtes Licht löst diese Herausforderung: Squeeze Laser erhöhen nicht die Signalleistung durch zusätzliche optische Leistung, sondern reduzieren das Photonenschrotrauschen – mit vernachlässigbarer zusätzlicher optischer Leistung. Eine Rauschunterdrückung um mehr als einen Faktor 10 ist möglich, wenn der größte Teil des Lichts detektiert wird. Gravitationswellendetektoren wurden bereits als Anwendungsfall identifiziert. Der Vortrag diskutiert die Technologie von Squeezed Lasern und zeigt Anwendungen in der Schwingungsmessung und Biosensorik auf.
Vortragssprache: EN
Referent*innen (1)
