I. Freitag
D. Golla
A. Tünnermann
H. Welling
K. Danzmann

Hochstabile, diodengepumpte Festkörperlaser als Strahlquelle für Gravitationswellen-Interferometer

Laser und Optoelektronik
1
27
48-53
1995
Type: Zeitschriftenaufsatz (non-reviewed)
Abstract
Die Messung von Gravitationswellen ist prinzipiell mit Hilfe großer, äußerst stabiler Michelson-Interferometer möglich. Diese stellen wiederum extreme Anforderungen an die spektrale Reinheit der Lichtquelle, insbesondere im Bereich zwischen 100 Hz und 10 kHz. Die spektralen Dichten des Amplituden- und Frequenzrauschens müssen unter 10-7/Hz1/2 beziehungsweise 10-20/Hz1/2 liegen. Derzeit sind weltweit 5 Interferometer für diesen Zweck geplant. Der Beitrag berichtet über die Arbeiten am Prototyp eines diodengepumpten Nd:YAG-Lasersystems in Master/Slave-Anordnung, das am Laser Zentrum Hannover als Strahlquelle für das deutsch-britische Projekt GEO 600 für ein Interferometer bei Hannover entwickelt wird. Der Aufbau des Interferometers mit einer Armlänge von 600 m wird 1995 beginnen. Das Lasersystem benutzt das Verfahren des Injection Locking, bei dem ein Masterlaser aufwendig frequenz- und amplitudenstabilisiert wird. Der Slavelaser arbeitet dann als Verstärker hoher Leistung mit weitgehend gleichen spektralen Eigenschaften. Der Master ist als diodengepumpter monolithischer Nd:YAG-Miniatur-Ringlaser mit 1 W Ausgangsleistung bei 1064 nm Wellenlänge aufgebaut. Der Slave ist ein ebenfalls diodengepumpter Nd:YAG-Hochleistungslaser. Er muß wegen thermisch und akustisch verursachter Frequenzschwankungen, die größer als der 1 MHz-Lockingbereich sind, stabilisiert werden. Dies erfolgt mit der Pound-Drever-Seitenbandtechnik. Die erreichte Frequenzstabilität des gesamten Systems ist noch etwa eine Zehnerpotenz vom Sollwert entfernt. Durch Ankopplung des Masters an optische oder atomare Resonanzen soll die erforderliche Stabilität erreicht werden. Die geforderte Amplitudenstabilität wird bereits erreicht. Die Ausgangsleistung des stabilisierten Systems beträgt 20 W.