Über Cavities
Optische Cavities sind optische Bauelemente, in denen Licht auf eine ganz bestimmte Art und Weise zirkuliert. Es gibt sehr viele verschiedene Arten von Cavities für ein breites Anwendungsspektrum.
I. Aufbau optischer Cavities
Optische Cavities bestehen aus optischen Elementen, die es ermöglichen, dass das eingestrahlte Licht auf geschlossenen Bahnen zirkuliert. Im einfachsten Fall benötigt man dafür nur zwei Spiegel, die von einem so genannten „Spacer“ in einem möglichst konstanten Abstand gehalten werden.
Je nach Anwendungsfall können mit einer solchen Cavity Laser, Frequenzfilter, hochpräzise Frequenznormale und Frequenzverdoppler realisiert werden. Außerdem sind Cavities zentrale Bestandteile interferometrischer Gravitationswellendetektoren, hochpräziser Längenmesser, von Ring-down Spektrometern und vielen anderen Anwendungen.
II. Anwendungen von Cavities
Laser
Laser bestehen aus einer optischen Cavity, bei der das zirkulierende Licht durch stimulierte Emission aus einem aktiven Medium erzeugt wird. Die Geometrie der Cavity bestimmt dabei maßgeblich die Laser-Wellenlänge.
Hochpräzise Frequenznormale
Werden die Spiegel von einem hochstabilen Spacer auf Abstand gehalten, so kann die Laserwellenlänge (bzw. Frequenz) auf die Länge dieses Spacers stabilisiert werden. Damit erreicht man hochpräzise Laser-Frequenznormale mit einer relativen Stabilität von besser als 99.999 999 999 999 9 %.
Frequenzverdopplung
Optische Cavities mit einem nichtlinearen Medium zwischen den Spiegeln können dazu verwendet werden, höhere Lichtfrequenzen zu erzeugen. Diese frequenzverdoppelten Laser werden in Laserpointern, bei Lasern im sichtbaren Bereich mit hohen Leistungen, bei der Vermessung von Laserpulsen sowie in der Mikroskopie verwendet.
