Auf dem 37. Europäischen Zeit- und Frequenzforum in Neuchâtel hat Mona Kempkes den Wettbewerb für das beste Studierendenposter gewonnen. Sie erhält die Auszeichnung für die Präsentation ihres Posters zum Thema „Testing Novel High-Reflectivity Mirror Technologies from Room-Temperature to 4 K“ mit den Koautoren T. Legero, U. Sterr und D. Nicolodi. Mona Kempkes promoviert derzeit im Rahmen des Exzellenzclusters QuantumFrontiers an der PTB über neuartige, rauscharme, hochreflektierende Spiegelbeschichtungen zur Verbesserung der Frequenzstabilität von Lasern.
Die Eigenschaften der Spiegelbeschichtungen eines optischen Resonators sind entscheidend für die Frequenzstabilität des Lasers, der auf den Resonator stabilisiert wird. Das thermische Rauschen herkömmlicher Ta2O5/SiO2-Spiegelbeschichtungen beeinträchtigt die Stabilität der aktuell stabilsten Resonatoren und schränkt dadurch die Leistung vieler Präzisionslaserexperimente ein. Als Alternative dazu zeigen kristalline AlGaAs/GaAs-Bragg-Spiegelbeschichtungen eine deutliche Reduzierung des thermischen Rauschens, weisen jedoch auch eine erhebliche Doppelbrechung auf, die durch Strahlung im sichtbaren und infraroten Spektralbereich modifiziert werden kann. Darüber hinaus wurden in zwei Experimenten bei 4 K - 16 K und 124 K spontane Fluktuationen dieser Doppelbrechung, sowie eine zusätzliche Rauschquelle mit bisher unbekanntem Ursprung beobachtet, die die Frequenzstabilität bei kryogenen Temperaturen deutlich oberhalb des erwarteten thermischen Rauschens begrenzt.
In der PTB wurde ein schwingungsarmer Kryostat mit geschlossenem Kühlkreislauf aufgebaut, um neuartige, hochreflektierende Spiegelbeschichtungen im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 4 K zu charakterisieren. Für die Untersuchung von AlGaAs/GaAs-Spiegelbeschichtungen wurde eine spezielle Modulationstechnik weiterentwickelt, um die Aufspaltung der Doppelbrechung als Funktion der Temperatur zu verfolgen und ihr Rauschen zu untersuchen. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, die doppelbrechenden Effekte in kristallinen Beschichtungen besser zu verstehen, die Quelle des beobachteten Rauschens zu identifizieren und damit möglicherweise Strategien zur Unterdrückung oder Abschwächung des Rauschens zu entwickeln.
