Projektbeschreibung
Mikrofrequenzkämme für zeitlich präzise Werkzeuge in der Entwicklung
Zeitliche Genauigkeit ist für moderne Technik, die von Frequenz- und Zeitvorgaben im Zusammenhang mit dem Internet und GPS abhängt, von höchster Bedeutung. Die Präzision ist jedoch auch heute noch begrenzt, wodurch der Fortschritt in Richtung revolutionärer Technologien blockiert wird. Optische Atomuhren auf der Grundlage optischer Frequenzkämme scheinen die einzige Lösung zu sein, die eine zeitliche Genauigkeit bis in den Attosekundenbereich (10−18) bieten können. Deshalb gilt die Produktion derartiger Uhren in tragbarer Form als bahnbrechend. In der Praxis sind Atomuhren jedoch auf genaue optische Quellen und massive gepulste Laser angewiesen, die für portable Anwendungen nicht betriebssicher sind. Das EU-finanzierte Projekt TeLSCombe verfolgt einen Plan, der auf der modernsten Technologie zur Entwicklung von Mikrokämmen mit Steuerungsfähigkeiten basiert, die über die vorhandenen Miniaturlösungen hinausgehen.
Ziel
Precise timing has led to many advances, such as GPS and the Internet, which depend critically on frequency and time standards. The currently limited accuracy, however, is hindering the progress towards societal-changing technologies such as telecommunications beyond 5G or precise earth mapping.
Optical atomic clocks based on optical frequency combs – Nobel prize in Physics, 2005 to Hall and Hänsch – are the only technology capable of providing timing accurate up to 10^(-18) seconds, answering such a demand of time precision. The realisation of such clocks in portable scale is expected to change the technology landscape.
Micro-combs – based on miniature optical resonators – have galvanized the attention of the world over the past ten years with the promise to realise the full potential of frequency combs in a compact form.
However, these devices still do not meet the demand of practical atomic clocks which require reliable optical sources and currently depend on bulky pulsed lasers, which are well-known for their robustness but unfit for portable applications.
Developing energy-efficient micro-combs with the reliability and versatility of control of modern pulsed lasers will require to surpass the intrinsic limitations of the nonlinear physics exploited so far for their generation.
Here we propose a high-gain/ high-risk research plan which steers from the state-of-the-art and builds on a different physics for developing micro-combs with control capabilities beyond the current miniature solutions.
Specifically, we will exploit the generation of localised waves called temporal laser cavity-solitons in complex resonators exhibiting lasing and parametric nonlinear interactions. Such a setting is mostly unexplored and this proposal will demonstrate the unique features of these waves and their general impact in broader physics. Eventually, this study will pave the way to a class of robust micro-combs which can be controlled with user-friendly machine learning approaches.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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LE11 3TU Loughborough
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