Whispering-gallery-mode-Resonatoren für die Anwendung in Frequenzstandards:
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG 7
2 PHYSIKALISCHE UND TECHNISCHE GRUNDLAGEN 11
2.1 GRUNDLAGEN I - ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN.N
2.1.1 DIE MAXWELLSCHEN GLEICHUNGEN.
11
2.1.2 DIE DIELEKTRISCHE FUNKTION. 13
2.2 GRUNDLAGEN II - ABSORPTIONSMECHANISMEN. 17
2.2.1 KLASSISCHES MODELL. 18
2
.2.2 ZWEI-PHONONEN-DIFFERENZPROZESSE. 21
2.2.3 DAS MODELL VON SPARKS, KING UND MILLS. 23
2.2.4 MIKROWELLENVERLUSTE IN EINKRISTALLINEM SAPHIR. 26
2.2.5 MIKROWELLENVERLUSTE IN EINKRISTALLINEM RUTIL. 31
2.3 GRUNDLAGEN III - THERMISCHE EIGENSCHAFTEN. 35
2.3.1 WAERMELEITUNG.
35
2.3.2 WAERMESTRAHLUNG.
39
3
STABILE OSZILLATOREN 43
3.1 OSZILLATOREN - GRUNDLAGEN.
43
3.2 DAS PHASENRAUSCHEN.
46
3.3 DIE ALLAN-VARIANZ.
. . . . . 50
3.3.1 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN PHASENRAUSCHEN UND ALLAN-
VARIANZ . 52
3.3.2 FREQUENZ-REGELSCHLEIFEN.
54
3.4 STABILE OSZILLATOREN. 57
3.4.1 TYPEN VON FREQUENZNORMALEN.
57
3.4.2 DER QUARZOSZILLATOR. 58
3.5 ATOMARE FREQUENZSTANDARDS. 60
3
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/964397684
4
INHALTSVERZEICHNIS
3.5.1 DERH-MASER. 64
3.5.2 RB-STANDARD. 65
3.5.3 CS-STANDARD.
66
3.5.4 ENTWICKLUNG NEUARTIGER FREQUENZNORMALE.
68
3.6 PROBLEME DER ATOMUHREN . 72
4
KRYOGENE WG MODE RESONATOREN 75
4.1 DER ABGESCHIRMTE DIELEKTRISCHE RESONATOR .
75
4.1.1 RESONATORKENNGROESSEN. 75
4.1.2 MODEN IM DIELEKTRISCHEN RESONATOR.
77
4.2 DIE WHISPERING-GALLERY MODE. 80
4.3 KOMPENSATIONSTECHNIKEN. 81
4.4 DIE RUTIL-KOMPENSATION.
86
4.4.1 MODELLIERUNG DER F-T-ABHAENGIGKEIT. 86
4.5 NUMERISCHE FELDSIMULATION.
97
4.5.1 ANKOPPLUNG DES WG-RESONATORS.104
5
EXPERIMENTELLE METHODEN
107
5.1 MESSUNGEN VON GUETE UND FREQUENZ.107
5.1.1 PROBLEME DER MODENIDENTIFIZIERUNG.108
5.2 AUFBAU DER KRYOGENEN UMGEBUNG.109
5.3 DIE BESTIMMUNG DER FREQUENZSTABILITAET.
115
5.4 BESTIMMUNG DES OSZILLATOR-PHASENRAUSCHENS.
120
5.4.1 OSZILLATOR-PHASENRAUSCHEN.
120
5.4.2 VERSTAERKER-PHASENRAUSCHEN .
120
6 MESSERGEBNISSE UND DISKUSSION 123
6.1
VORBETRACHTUNGEN.123
6
.1.1 UNTERSUCHUNGEN DES TEMPERATURVERHALTENS.123
6
.1.2 BESTIMMUNG DES UMKEHRPUNKTES.128
6.2
MESSERGEBNISSE UND DISKUSSION.131
6
.2.1 MAFIA-SIMULATIONEN DER RESONATOREN.132
6
.2.2 DIE FREQUENZ-TEMPERATUR-ABHAENGIGKEIT.137
6.2.3 DIE GUETE-TEMPERATUR-ABHAENGIGKEIT.
143
6.2.4 DIE KURZZEITSTABILITAET .
146
6.2.5 DIE LANGZEITSTABILITAET .149
INHALTSVERZEICHNIS
5
6.2.6 DER RESONATOR NR. 4.154
6.3 SCHLUSSFOLGERUNGEN.158
7 AUSBLICK 161
7.1 PHOTONISCHE KRISTALLE.161
A ENTWICKLUNG NACH EIGENMODEN 165
A.L DIE TM-KOMPONENTEN.167
A.2 DIE TE-KOMPONENTEN.169
A.3 PHYSIKALISCHE LOESUNG.170 |
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