Project

Discipline

frequency comb; chemical physics; nanoscience; laser stabilization; quantum science; spectroscopy; quantum optics

Lead
Femtosekunden-Laser Frequenzkämme stellen die neueste Technologie für Frequenzmessungen dar. Diese Typen von Lasers erzeugen einen Kamm aus Lichtfrequenzen mit wohldefiniertem Abstand zwischen den einzelnen "Kammzinken", der sich hervorragend für das Vermessen und den Vergleich von Frequenzen eignet. Frequenzkämme haben sich in jüngster Zeit als ein essentielles Werkzeug für Anwendungen etabliert, die hochpräzise Messungen und Kontrolle von Lichtfrequenzen erfordern. Dazu gehören die neueste Generation von Atomuhren, präzisionsspektroskopische Messungen an Atomen und Molekülen sowie die Manipulation von individuellen Quantensystemen mit Licht.
Lay summary
Ziel dieses R'Equip-Projekts ist die Etablierung einer gemeinsamen Frequenzkamm-Infrastruktur für Forschungsgruppen in den Departementen Chemie und Physik der Universität Basel, die Forschung auf dem Gebiet der Quantentechnologie mit Lasern betreiben. Die Laserstrahlung des Frequenzkamms wird dabei über Glasfasern in verschiedene Labore geleitet werden. Die Investition in diese Infrastruktur wird den technischen Aufwand zur Frequenzstabilisierung einer Vielzahl von Laserquellen beträchtlich reduzieren. Zudem wird sie Wege für eine Reihe neuer Forschungsprojekte in den Bereichen Quantenoptik, Quantentechnologie und chemischer Physik eröffnen. Dazu gehören die Präzisionsspektroskopie einzelner, isolierter Moleküle, neue Ansätze, um Nano-Oszillatoren an ultrakalte Atome zu koppeln, und die genaue optische Manipulation von Stickstoff-Fehlstellen in Diamanten. Der verteilte Frequenzkamm wird dadurch einen Eckpfeiler der technischen Infrastruktur des Nationalen Forschungsschwerpunkts "QSIT - Quantenwissenschaften und -technologie" an der Universität Basel darstellen.

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Last update: 14.11.2014

Number	Title	Start	Funding scheme

We apply for a femtosecond laser frequency comb system that will be shared between several research groups in the Departments of Chemistry and Physics at the University of Basel. The comb light will be distributed via optical fibers to the laboratories of the applicants and used to frequency-stabilize a number of laser systems for research in quantum science and technology. It will also be used as an extremely stable frequency reference for precision spectroscopic and quantum-optics experiments carried out by the applicants.This investment in a joint infrastructure will considerably reduce the technical overhead for laser stabilization in the applicant research groups. It will open up new avenues for research in quantum science, quantum optics and chemical physics ranging from the precision spectroscopy of single molecules and new schemes for coupling nano-oscillators to ultracold atoms to the precise optical manipulation of nitrogen-vacancy spins in diamond. The requested frequency comb facility will form a technical cornerstone of the research carried out within the National Competence Center for Research in Quantum Science and Technology (NCCR QSIT) in Basel to ensure the continuing competitiveness of the applicant groups in this field.