Aktivitäten

Fünftes opticlock Treffen bei HighFinesse

Das opticlock Team hielt das fünfte Gesamtprojekttreffen am 15. und 16. Mai 2019 bei HighFinesse in Tübingen ab.

Im Beisein von Vertretern des Projektträgers BMBF/VDI wurde der bedeutende Meilenstein, ein 171Yb+ Ion unter Benutzung der entwickelten Module zu fangen, erfolgreich demonstriert. Darüber hinaus gab es eine Live Vorführung von vollständigem Uhrenbetrieb mittels Fernzugriff auf das opticlock System an der PTB. Zu diesem Zweck wurde vorübergehend ein PTB Laboruhrenlaser an das opticlock Physics Package angeschlossen.

Die Entwicklung des eigentlichen Uhrenlasers wird diesen Sommer abgeschlossen werden und er wird somit das letzte Modul sein, das integriert wird. Aktuellen Tests nach zu urteilen, scheint die geforderte Frequenzinstabilität von < 1,5 x 10-15 (1 … 100 s) mit diesem Uhrenlaserdesign erreichbar zu sein.

Das gesamte System wird jetzt schon von einer zentralen Experimentsteuereinheit (HW und SW) betrieben, das Dienste wie beispielsweise eine Vielzahl an Eigenschaften zur Uhrenautomatisierung, das Erfassen aller zugänglichen Systemparameter in einer zentralen Datenbank, und eine grafische Darstellung von Input- und Output-Parametern in einem intuitiven und konfigurierbaren GUI-Cockpit anbietet.

Aufgrund der erwähnten vorläufigen Uhrenbetriebstests und des resultierenden Unsicherheitsbudgets schätzen wir, dass eine Langzeitinstabilität von < 10-17 realistisch sein wird und somit das ursprüngliche Ziel, 10 Mal stabiler als Wasserstoff-Maser zu sein, übertrifft.

Das Projekt wird kontinuierlich auf verschiedenen Konferenzen, Messen, Treffen und Seminaren präsentiert. Eine davon ist die anstehende LASER World of Photonics Messe in München, für die ein Video produziert wurde, das eine Einführung in Laseranwendungen inklusive Quantentechnologien, insbesondere die Vorteile von optischen Uhren und der transportablen opticlock gibt (abrufbar unter https://videos.messe-muenchen.de/de/detail/4S9drwfis_Zxo8c2uR6pnm).

Viertes Treffen der "opticlock" Projektgruppe

Viertes Treffen der "opticlock" Projektgruppe
Das opticlock Team hat sich am 26. und 27. November 2018 bei Menlo Systems GmbH in München für sein 4. Gesamtprojekttreffen eingefunden. Diese Treffen fand entsprechend zur Halbzeit des dreijährigen Projekts statt.
Die vormontierten Schränke, mit allen HighFinesse und TOPTICA Instrumenten ausgestattet, wurden wie geplant kurz vor dem Treffen an die PTB für die folgenden Integrationsarbeiten transportiert. Drei weitere Hauptkomponenten werden nun eingebaut und in Betrieb genommen:

  • Das Physics Package (Ionenfalle, Vakuumapparatur, Abbildungsoptik) bis Mai 2019, direkt gefolgt vom
  • Uhrenlaser (Referenzkavität, 871nm Diodenlasermodul) im Sommer/Herbst 2019, während
  • die zentrale Steuerelektronik (SW, HW) parallel dazu implementiert wird.

Mittels Fotos von den Laboraktivitäten an den Submodulen als auch zahlreichen Daten der Charakterisierungsmessungen wurde beim Treffen deutlich, dass die Submodul-Entwicklung auf Kurs ist und schon sehr vielversprechende experimentelle Ergebnisse liefert.

Drittes Treffen der "opticlock" Projektgruppe

Am Montag und Dienstag, 7. und 8. Mai 2018 hat sich das opticlock Team im sonnigen und warmen Berlin zu seinem dritten Gesamtprojekttreffen eingefunden, das vom Projektpartner Ferdinand Braun Institut ausgerichtet wurde. 21 Teilnehmer waren beim Treffen anwesend.

Während des Treffens, genau ein Jahr nach Beginn des Projekts, hat jeder Projektpartner seine Tätigkeiten innerhalb der Arbeitspakete der letzten Monate präsentiert. Die meisten Partner haben mittlerweile die Design- und Konzeptphasen abgeschlossen, Komponenten und Material beschafft und mit dem Aufbau der jeweiligen opticlock Submodulen angefangen. Erste Ergebnisse aus der Charakterisierung und Evaluation der Submodule wurden vorgestellt und unter den Teilnehmern diskutiert. Die sehr wichtigen mechanischen, elektrischen und Software Schnittstellen wurden nochmals sorgfältig aufeinander abgestimmt, als Reaktion auf kleinere Änderungen, die aus dieser Charakterisierungphase hervorgegangen sind. Während manche Arbeitspakete nahe am erfolgreichen Abschluss sind, nehmen andere insofern Fahrt auf, als dass Submodule miteinander verbunden werden und auf die nächst höhere Ebene an Integrationskomplexität gehoben werden. Hier werden eine robuste Kommunikation und ein fehlerloses Zusammenspiel zentrale Aspekte sein.

Weiterhin hat das Team den Gesamtprojekt-Zeitplan betrachtet und sich die kommenden Meilensteine und Übergabezeitpunkte erneut in Erinnerung gerufen, um sicherzustellen, dass sich alle Entwicklungspfade an den verschiedenen Standorten reibungslos ineinanderfügen. In diesem Zusammenhang hatte jeder Partner die Möglichkeit, die Zeitscheine seines Arbeitspakets detailliert vorzustellen, um von den anderen hinterfragt zu werden.

Insgesamt schreitet das Projekt sehr gut fort und wir sind überzeugt, dass der wichtige Meilenstein "Yb+ Ion in Ionenfalle gefangen" im Mai 2019 erfolgreich erreicht werden wird, was schließlich zu einem erfolgreichen opticlock Demonstrator im Mai 2020 führen wird.


 

QUTEGA Pilotprojekt "opticlock" - Verbundmitglieder treffen sich zum 2. Gesamtprojekttreffen

Das opticlock Projektteam traf sich am 27. und 28. November 2017 bei Vacom GmbH in der Nähe von Jena für das 2. Gesamtprojekttreffen nach dem Kick-Off im Juni. Das Ziel des opticlock Projekts, das eines von nur drei QUTEGA Pilotprojekten ist, welche durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) innerhalb des Programms Photonikforschung unterstützt werden (FKZ 13N14380), ist die hochkomplexe, durch Spezialisten betreute optische Uhren Technologie aus dem Labor heraus in einen robusten, kompakten Demonstrator im 19" Schrankformat zu überführen, der von Nichtfachleuten betrieben werden kann.

Vertreter aller Projektpartner präsentierten ihren Fortschritt der vergangenen sechs Monate, der teilweise konzeptionelle Ergebnisse, bspw. zum Gesamtsystemdesign und der Software-Kommunikation der zwei 19" Schränke, aber auch erste experimentelle Resultate von optischen und elektronischen Subgeräten umfasste. Eine Diskussion zum Gesamtdesign führte zu einem einheitlichen, gemeinsam beschlossenen Fundament an Spezifikationen und Anforderungen, so dass der erste große Meilenstein abgeschlossen werden konnte (Critical Design Review).

Die Teilnehmer des Projektkonsortiums bestehend aus dem Ferdinand Braun Institut, HighFinesse GmbH, Menlo Systems GmbH, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, QUARTIQ GmbH, Qubig GmbH, TOPTICA Photonics GmbH, der Universität Bonn, der Universität Siegen und Vacom GmbH nutzten die Gelegenheit für ausgiebige Gespräche über interessante Ideen und Technologien als auch kommende Experimente und Entwicklungstätigkeiten in den jeweiligen Arbeitspaketen.

Die Entwicklung der optischen Yb+ Einzelionenuhr, mit dem Namen "opticlock" bezeichnet, schreitet sehr gut voran. Wir sind überzeugt, dass die Uhr im Sommer 2020 zu ticken beginnt, um als praktisches Werkzeug in Anwendungen wie der Messung von Höhenunterschieden in der Geodäsie oder der Synchronisation von Netzwerken (Satellitennavigation, Computersysteme, Radioteleskope), eingesetzt zu werden, die alle hochgenaue Frequenzstandards benötigen.


21./22.7.2017 opticlock Kick-off

 Das opticlock Team hat sich bei der Firma TOPTICA in München zum Kick-off getroffen.