Optischer Frequenzkamm

Prof. Dr. rer. nat. Theodor Hänsch

30.10.1941

geboren in Heidelberg, Baden-Württemberg

1961

Abitur

1961 – 1966

Studium der Physik an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Diplom

1966 – 1969

Promotion

1969 – 1970

Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Institut für angewandte Physik

1970 – 1972

Wissenschaftlicher Mitarbeiter bei A.L. Schawlow, Stanford Universität, USA

1972 – 1975

Associate Professor für Physik an der Stanford Universität, USA

1975 – 1986

Professor für Physik an der Stanford Universität, USA

1978

Gastprofessor, Collège de France, Paris

1979

Gastprofessor, Universität Kyoto, Japan und an der Universität Florenz, Italien

1982

Gastprofessor, Fudan Universität Shanghai, China

seit 1986

Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching, und Professor an der Ludwig-Maximilians-Universität München

seit 1988

Wissenschaftlicher Berater an der Stanford Universität, USA

1992

Gastprofessor, Ecole Normale Superieure, Paris

1993 – 1996

Geschäftsführender Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching

1994

Gastprofessor, University of California, Berkeley, Emilio Segré Distinguished Lecturer

1999

Gastprofessor, Massachusetts Institute of Technology, Richard C. Lord Lecturer

2000

Gastprofessor, Scuola Normale, Pisa, Enrico Fermi Lecturer

2001

Gastprofessor, Caltech, Pasadena, Kalifornien, USA, Gordon Moore Distinguished Scholar und an der University of Colorado, Boulder, USA, JILA Distinguished Visitor

Ehrungen:

1973

California Scientist of the Year, California Museum of Science and Industry; Fellow, American Physical Society (APS); Fellow, Optical Society of America (OSA); Alfred P. Sloane Research Fellow

1977

Alexander von Humboldt-Forschungspreis

1980

Otto Klung-Preis, Freie Universität Berlin

1983

Cyrus B. Comstock Prize, U.S. National Academy of Science; Herbert P. Broida Prize (APS); Fellow, American Academy of Arts and Sciences

1985

William F. Meggers Award

1986

Michelson Medal, Franklin Institute, Philadelphia

1987

Italgas-Preis für Forschung und Innovation, Italgas, Turin

1988

Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

1989

Internationaler König Faisal-Preis für Wissenschaft, Saudi Arabien

1991

Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften

1995

Einstein Medal for Laser Science

1996

Arthur L. Schawlow Prize for Laser Science (APS)

1998

Philip Morris Forschungspreis (Atomuhr)

2000

Stern-Gerlach-Medaille, Deutsche Physikalische Gesellschaft Philip Morris Forschungspreis (Atomlaser); Arthur L. Schawlow Award (Laser Institute of America)

2001

Auswärtiges Mitglied der U.S. National Academy of Sciences; Quantenelektronik- und Optik-Preis der Europäischen Physikalischen Gesellschaft

Projektsprecher

Prof. Dr. rer. nat. Theodor Hänsch
Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Hans-Kopfermann-Straße 1
85748 Garching
Tel.: +49 (0) 89 / 32 90 57 02
Fax: +49 (0) 89 / 32 90 53 12
E-Mail: t.w.haensch@mpq.mpg.de

Pressekontakt

Dr. Dag Schiöberg
Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Hans-Kopfermann-Straße 1
85748 Garching
Tel.: +49 (0) 89 / 32 90 52 13
Fax: +49 (0) 89 / 32 90 52 00
E-Mail: mpq-info@mpq.mpg.de

Mit Laserlicht Distanzen oder Zeiten genau zu messen oder Internet-Seiten über Glasfasern um die halbe Welt zu schicken, gehört heute zum technischen Alltag. Doch ließ sich das wirkliche Potenzial solcher Anwendungen bisher noch nicht ausschöpfen, weil es für Licht, anders als für Radiowellen, keinen praktikablen Weg gab, die Frequenz, d.h. die ungeheuer große Zahl der Schwingungen pro Sekunde, direkt zu messen.

Hier hat eine Arbeitsgruppe um den Münchner Forscher Prof. Theodor Hänsch nun einen Durchbruch erzielt. Mit einem neuartigen Verfahren für die Messung und Regelung der Frequenz von Licht hat sie ein vierzig Jahre altes Problem der Laserphysik in eleganter und universeller Weise gelöst. Hänsch konnte aufzeigen, wie ein einziger kompakter modengekoppelter Femtosekundenlaser gleichzeitig Hundertausende von scharfen Laserlinien erzeugen kann. Der so entstehende optische Frequenzkamm erstreckt sich über den ganzen sichtbaren und nahen infraroten Spektralbereich. Die absolute Frequenz jeder einzelnen Linie des Kammes lässt sich dabei mit Radiofrequenz-Methoden mit extrem hoher Genauigkeit bestimmen.

Mit der neuen Technik lässt sich nun endlich die Längeneinheit Meter so realisieren, wie sie 1983 durch internationale Übereinkunft definiert wurde. (Nach dieser Vorschrift findet man die Wellenlänge eines Lasers, in Meter, indem man die 1983 definierte Lichtgeschwindigkeit durch die gemessene Lichtfrequenz dividiert.)

Die Methode wurde ursprünglich für die ultrapräzise Spektroskopie entwickelt. So konnten Hänsch und Mitarbeiter z.B. die Frequenz einer scharfen Linie im Wasserstoffatom auf 14 Dezimalstellen genau messen. Doch sind inzwischen eine ganze Reihe technischer Anwendungen in greifbare Nähe gerückt. So erlaubt die neue Technik z.B. die Entwicklung neuartiger Atomuhren, die als „Pendel“ Atome einsetzen, die mit der Frequenz von Licht schwingen, und deren Genauigkeit herkömmliche Uhren um das Tausendfache übertreffen kann. Solche Uhren werden den gesteigerten Anforderungen zukünftiger Satelliten-Navigationssysteme oder Telekommunikationssysteme gerecht werden.

Besonders vielversprechende Perspektiven eröffnen sich für die optische Nachrichtentechnik. So erfordert die Erhöhung der Übertragungskapazitäten von Glasfaserleitungen eine dichtere Belegung mit Kommunikationskanälen und damit einen genau bestimmten Kamm optischer Trägerfrequenzen, wie ihn die Erfindung von Prof. Hänsch erstmals bereitstellt.

Inzwischen haben Prof. Hänsch und Mitarbeiter über Garching Innovations vier deutsche und internationale Patente angemeldet. Im Juli 2001 gründeten seine Mitarbeiter Dr. Ronald Holzwarth und Dr. Michael Mei eine Firma, Menlo Systems GmbH, zur kommerziellen Verwertung dieser Basispatente.

Im Juni 2001 stellte diese Firma auf dem Stand „Bayern Innovativ“ der Münchner Messe LASER 2001 einen zuverlässig funktionierenden optischen Frequenzkammgenerator einem breiten Fachpublikum vor.

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