05 Juni Zwei Lichtkämme verändern die Spektroskopie
In der Messtechnik dient ein Laserfrequenzkamm als präziser optischer Maßstab im Frequenzraum; eine Art Messlineal für Licht. Ein Frequenzkamm ist ein Spektrum scharfer Laserlinien, die in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Solche Kämme basierend auf modengekoppelten Femtosekundenlasern; sie wurden in den 1990er Jahren am Max-Planck-Institut für Quantenoptik entwickelt.
In den vergangenen zwei Jahrzehnten haben Frequenzkämme neue Anwendungsbereiche gefunden. Eine davon ist die Doppelkammspektroskopie. Bei dieser Methode werden ein breiter Spektralbereich mit hoher Auflösung und Genauigkeit kombiniert, indem zwei optische Frequenzkämme mit leicht unterschiedlichen Wiederholungsfrequenzen eingesetzt werden. Die Doppelkammspektroskopie stützt sich auf Zeitbereichsinterferometrie und vermeidet mechanisches Scannen, was präzise, schnelle und breitbandige Messungen ermöglicht.
Professor Nathalie Picqué vom Max-Born-Institut und der Humboldt-Universität zu Berlin und Nobelpreisträger Professor Theodor W. Hänsch vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München, veröffentlichten nun einen Übersichtsartikel über die Prinzipien, Fortschritte und Zukunftsperspektiven des sich rasch entwickelnden Gebiets der breitbandigen Atom- und Molekularwissenschaft unter Verwendung der Doppelkammspektroskopie. Sie heben hervor, dass das Doppelkamminterferometer aufgrund der fehlenden geometrischen Einschränkungen, einen konzeptionellen Weg hin zur Breitbandspektroskopie bietet, bei der die Auflösung ausschließlich durch die zeitliche Kohärenz bestimmt wird, sowie hin zu hochminiaturisierten Spektrometern.
Die Doppelkammspektroskopie wurde inzwischen über das gesamte elektromagnetische Spektrum hinweg implementiert, vom Terahertz- bis zum sichtbaren Bereich, wobei derzeit Anstrengungen im Hinblick auf den Ultraviolettbereich unternommen werden. Anwendung liegen bei grundlegenden Untersuchungen der Quantenelektrodynamik und der Erforschung molekularer Strukturen bis hin zur Umweltsensorik, biomedizinischen Diagnostik und industriellen Überwachung.
Originalveröffentlichung:
[Picqué, N., Hänsch, T.W.: Dual-comb spectroscopy. Nat Rev Methods Primers 6, 36 (2026), https://doi.org/10.1038/s43586-026-00481-8]
Link zu Artikel über Nature SharedIt
Quelle: mbi-berlin.de
Bild: Nathalie Picqué / MBI