Dokument: Optimierung und Charakterisierung einer transportablen optischen Gitteruhr mit Ytterbium

Titel:	Optimierung und Charakterisierung einer transportablen optischen Gitteruhr mit Ytterbium
Weiterer Titel:	Improvement and characterization of a transportable optical lattice clock with ytterbium
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=36487
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20151203-112248-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Mura, Gregor [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 17,60 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 03.12.2015 / geändert 03.12.2015
Beitragende:	Prof. Dr. Görlitz, Axel [Gutachter] Prof. Dr. Pretzler, Georg [Gutachter]
Stichwörter:	Optische Gitteruhr, Laserkühlung
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Beschreibung:	Das Thema dieser Arbeit ist die Optimierung und Charakterisierung einer transportablen, optischen Gitteruhr mit Ytterbium. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zahlreiche Optimierungen an der bestehenden Apparatur vorgenommen, die eine erhöhte Stabilität des Gesamtsystems gewährleisten sollen. Diese Stabilität soll nicht nur bei der Charakterisierung des Systems helfen, sondern auch einen Transport der Apparatur an das Instituto Nationale di Ricerca Metrologica (INRIM) in Turin (Italien) im Zuge der Ziele des Space Optical Clocks 2 Projekts erlauben. Zum Erreichen der mechanischen Stabilität wurden alle Lasersysteme erneuert bzw. verbessert (den Uhrenlaser ausgeschlossen, da dieser von der AG Schiller betrieben wurde und der Uhrenlaser selbst nicht Teil dieser Arbeit ist) und die Stabilisierungen überarbeitet. Zur Verbesserung der Detektions wurde ein neues Lasersystem hinzugefügt und das Abbildungssystem ersetzt. Das neue Lasersystem (1388 nm, von der AG Schiller zur Verfügung gestellt) kann, die Atome aus dem angeregten Uhrenzustand 3P0 über den 3D1 Zustand in den Grundzustand überführen und ermöglicht eine Detektion der angeregten Atome. Das neue Abbildungssystem verwendet eine Ascent Apogee A340 CCD-Kamera mit besserer Quanteneffizienz und ist besser gegen Streulicht abgeschirmt. Zur weiteren Optimierung wurde die Vakuumkammer umgebaut. Der zuvor verwendete Resonator wurde ersetzt und zur Verbesserung der Vakuums eine Titan-Sublimationspumpe installiert, die den Druck um eine weitere Potenz in den 10^(-10) mbar Bereich senken konnte. Neben den weitreichenden Optimierungsmaßnahmen widmet sich die Arbeit der Charakterisierung des Systems. So ist es mit dem Einsatz des Rückpumpers (1388 nm) möglich gewesen, den Uhrenübergang mit einer Halbwertsbreite von ca. 10 Hz zu spektroskopieren, ein Wert, der mit den gemessenen Breiten anderer Gruppen (National Institute of Standards and Technology - NIST, Korea Research Institute of Standards and Science - KRISS) konkurrieren kann. Weiterhin wurde die magische Wellenlänge für 171Yb gemessen, die im Rahmen der Messunsicherheit mit Messungen anderer Arbeitsgruppen übereinstimmt, der Zeeman- und der DC Stark Effekt untersucht, sowie eine Stabilitätsmessung durchgeführt, die eine Stabilität von 2 x 10^(-15) nach 1500 s für das System zeigt. Abschließend wurde des gesamten Systems zum INRIM nach Turin transportiert. So konnte die Transportabilität der Apparatur gezeigt und erneut die Spektroskopie des Uhrenübergangs mit einer momentanen Halbwertsbreite von 630 Hz erfolgreich durchgeführt werden.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	03.12.2015
Dateien geändert am:	03.12.2015
Promotionsantrag am:	10.08.2015
Datum der Promotion:	18.09.2015