Frequenzkamm
Der Frequenzkammgenerator ist eine Messeinrichtung zur hochgenauen Frequenzmessung, die indirekt auch hochgenaue Abstandsmessungen ermöglicht. Das Instrument erzeugt einen Lichtstrahl, den Frequenzkamm, mit dem die Schwingungsfrequenz eines anderen Lichtstrahls um fünf Größenordnungen genauer bestimmt werden kann als mit bisher bekannten Methoden.
Mit einem Frequenzkamm kann die Frequenz elektromagnetischer Strahlung (u. a. Licht) sehr präzise gemessen werden. Das Gerät wurde 1998 in der Arbeitsgruppe von Theodor W. Hänsch am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erfunden, der dafür 2005 den Nobelpreis für Physik erhielt.
Die Forscher standen vor dem Problem, eine Frequenz von fast einem Petahertz (1015 Hz) messen zu wollen. Bisher war dies mit der verfügbaren Elektronik nicht möglich, die nur Frequenzmessungen bis zu etwa 500 Gigahertz (109 Hz) zuließ. Der Frequenzkamm arbeitet nach dem optischen Prinzip eines Differentialgetriebes: Die zu messende Frequenz wird in eine niedrigere Frequenz übersetzt, zum Beispiel in Radiowellen. Das Herzstück ist ein Laser, der Lichtwellen mit sehr genau bekannter Frequenz liefert, die mit dem zu messenden Lichtstrahl interferieren. Es entsteht ein Interferenzmuster, eine so genannte Schwebung, mit einer Frequenz im Radiobereich, aus der sich die unbekannte Frequenz ableiten lässt. Ein Frequenzkamm arbeitet nicht nur mit einer einzigen Frequenz, sondern mit mehreren scharfen Linien im sichtbaren Bereich, den „Zinken eines Kamms“, daher der Name.