NIST zeigt einen chipbasierten optischen Frequenzkamm für präzise Zeitmessung ohne GPS.

Forscher am NIST und der University of Maryland haben einen optischen Frequenzkamm auf einem Chip vorgestellt, der ohne Laborgeräte auskommt. Jeder Chip enthält bis zu 300 ringförmige Resonatoren, die präzise Zeitsignale erzeugen und mobile Navigation ohne GPS ermöglichen sollen.

Das Team schickt Licht aus zwei Lasern durch einen winzigen Ringresonator auf einem Chip. Dabei entsteht ein Spektrum gleichmäßig verteilter Lichtfrequenzen, das wie die Markierungen eines Massbands wirkt und Frequenzen mit hoher Genauigkeit vermisst. Ein Wafer trägt mehr als 400 solcher Chips, jeder Chip fasst bis zu 300 Ringresonatoren. Frühere Ansätze mit nur einem Laser brauchten zusätzliche, stromhungrige Technik, um stabile Messmarken zu erzeugen.

Solche Frequenzkaemme sind Kernbauteile optischer Atomuhren, die extrem präzise Zeitsignale liefern. Mobile Varianten davon könnten Navigation für Drohnen, Fahrzeuge und U-Boote ermöglichen, wenn GPS gestört oder nicht verfügbar ist, und sie sind ebenso für die Erkundung von Öl-, Gas- und Mineralvorkommen interessant. Für Unternehmen mit Bezug zu Verteidigung, Logistik oder Rohstoffsuche entsteht damit ein neues Feld möglicher Zulieferer und Technologiepartner.

Noch handelt es sich um Grundlagenforschung am NIST und an der University of Maryland, kein marktreifes Produkt steht bereit. Offen bleibt, wie schnell sich die Technik in tragbare, vollständige Atomuhren integrieren lässt und wann erste kommerzielle Anwendungen folgen. Wer heute schon Beschaffungsstrategien für GPS-unabhängige Navigation plant, sollte die Entwicklung beobachten, ohne auf kurzfristige Produktverfügbarkeit zu setzen.

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