Carga útil de JOKARUS utilizada para demostrar el primer estándar de frecuencia óptica basado en yodo molecular en el espacio. HU Berlín / Franz Gutsch. Crédito:Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB)
Experimento JOKARUS sobre cohete sonoro completado con éxito. Piedra angular para mediciones de alcance láser con la más alta precisión y precursor de los sistemas ópticos de navegación por satélite.
¡Por primera vez se demostró con éxito en el espacio una referencia de frecuencia basada en yodo molecular! Lo que suena un poco a ciencia ficción es un paso importante hacia las mediciones de distancia interferométrica láser entre satélites, así como para los futuros sistemas de navegación global por satélite basados en tecnologías ópticas. Las pruebas de frecuencia de referencia se llevaron a cabo el 13 de mayo a bordo del cohete de sondeo TEXUS54. La pieza central de la carga útil, un sistema láser compacto, que fue desarrollado principalmente por HU Berlin y el Ferdinand-Braun-Institut, demostró su idoneidad para el espacio.
En el experimento JOKARUS (acrónimo alemán de resonador de peine de yodo bajo ingravidez), una referencia de frecuencia óptica activa basada en yodo molecular fue calificada por primera vez en el espacio. Los resultados son un hito importante hacia el uso de relojes ópticos en el espacio. Se requieren tales relojes, Entre otros, para sistemas de navegación por satélite que proporcionan datos para un posicionamiento preciso. Son igualmente importantes para la investigación de la física fundamental, como la detección de ondas gravitacionales y mediciones del campo gravitacional de la Tierra.
El experimento demostró la estabilización de frecuencia totalmente automatizada de un láser de diodo de cavidad extendida (ECDL) de 1064 nm con doble frecuencia en una transición molecular en yodo. Gracias al software y algoritmos integrados, el sistema láser funcionó de forma completamente independiente. En aras de la comparación, Se llevó a cabo una medición de frecuencia con un peine de frecuencia óptica en el experimento FOKUSII separado durante el mismo vuelo espacial.
Un módulo láser de diodo microintegrado (ECDL-MOPA) del Ferdinand-Braun-Institut que emite a una longitud de onda de 1064 nm. Crédito:FBH / schurian.com
Conocimientos completos detrás del sistema láser de diodo compacto
La carga útil JOKARUS se desarrolló e implementó bajo la dirección de Humboldt-Universität zu Berlin (HU Berlin) como parte del Joint Lab Laser Metrology. El laboratorio, que es operado colectivamente por Ferdinand-Braun-Institut (FBH) y HU Berlin, combina el know-how de ambas instituciones en el campo de los sistemas láser de diodo para aplicaciones espaciales. Un módulo de espectroscopia cuasi-monolítica fue proporcionado por la Universidad de Bremen, la electrónica operativa vino de Menlo Systems.
La pieza central del sistema láser es un ECDL MOPA microintegrado que fue desarrollado e implementado por la FBH, con un ECDL actuando como oscilador local (oscilador maestro, MO) y un amplificador semiconductor de guía de ondas de cresta como amplificador de potencia (PA). El módulo láser de diodo de 1064 nm está completamente encapsulado en un paquete pequeño de 125 x 75 x 22,5 mm y ofrece una potencia óptica de 570 mW dentro del ancho de línea del láser de funcionamiento libre de 26 kHz (FWHM, Tiempo de medición de 1 ms). Por medio de un mantenimiento de polarización, fibra óptica monomodo, la luz láser se divide primero en dos caminos, modulado, frecuencia duplicada y procesada para espectroscopía de saturación sin Doppler. Los desarrollos tecnológicos dentro de JOKARUS están financiados por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y se basan en el FOKUS anterior, Reflight FOKUS, Misiones KALEXUS y MAIUS.
