Optimierung und Kalibrierung der "Top-of-Fringe"-Stabilisierung einer Laserdiode auf einem Methan-Absorptionstrog bei 6077 cm-1 mithilfe eines selbst-referenzierten, optischen Frequenzkammes

Kurzfassung

Mithilfe frequenzmodulierter Absorptionsspektroskopie wird Methan bei 6077 cm-1 untersucht. Ziel ist es, gute Werte für die Stabilisierung eines Referenzsystems zu ermitteln. Dazu wird einerseits eine Laserdiode hoch- und tieffrequent moduliert und der Laserstrahl durch eine Multipasszelle mit reinem Methan geleitet und das Fehlersignal aufgezeichnet. Andererseits mithilfe eines schnellen Photodetektors das Schwebungssignal dieser modulierten Laserdiode mit einer Referenzdiode gemessen. Zur Stabilisierung der Referenzdiode wird ein optischen, selbstreferenzierten frequenzkammes verwendet. Es wird die Steigung der Fehlersignalsfunktion am Nulldurchgang und unter Verwendung der genauen Stabilisierung der Referenzdiode die Lage des Nulldurchganges für verschiedene Drücke des Methans und verschiedene Werte der hochfrequenten Modulation errechnet. Es zeigt sich für jeden Druck ein anderes deutliches Maximum, jedoch bei keinem Druck ein besonders hoher Wert der Steigung am Nulldurchgang. Die Messung der Lage des Nulldurchganges zeigt ein merkwürdige Sprungverhalten, welches im Rahmen dieser Arbeit nicht abschliessend erklärt werden konnte. Weitere Messungen mit Mischungen von Methan und Kohlendioxid in der Gaszelle zur Untersuchung komplexerer Einflüsse der beiden Gase aufeinander werden folgen.