KIP-Veröffentlichungen

In dieser Bachelorarbeit wird ein schmaler Bandpassfilter im GHz-Bereich charakterisiert und eine dafür speziell entwickelte digital programmierbare Präzisionsstromquelle vorgestellt. Die Wirkung des Bandpassfilters auf eine Mischung von Mikrowellen- und Radiofrequenzsignalen wird untersucht. Die Arbeit gibt zunächst eine Zusammenfassung der Theorie der Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit einem atomaren Zweiniveausystem. Darauf aufbauend wird eine Strategie zur Überprüfung der Phasenstabilität einer Mikrowellenfrequenz entwickelt. Die dafür vewendete Ramsey-Puls-Sequenz auf einem atomaren Hyperfein Übergang wird anhand der Bewegung des Blochvektors veranschaulicht. Danach wird die Wirkungsweise des Bandpassfilter vorgestellt und eine makroskopische Theorie der Filterwirkung mit Hilfe von numerischen Simulationen untersucht. Im experimentellen Teil der Arbeit wird die Stromquelle charakterisiert und gemessene Frequenz{ und Phasengänge verschiedener Filterkongurationen analysiert. Anhand der Filterung eines erzeugten Mischprodukts von Mikrowellen- und Radiofrequenzsignalen wird die Wirksamkeit der Methode gezeigt. Die durch die Mischung entstandenen unerwünschten Signale konnten unter den gewählten Bedingungen im Vergleich zur gewünschten Mikrowellenfrequenz um drei Größenordnungen abgeschwächt werden.

In this bachelor thesis a narrow bandpass filter in the GHz regime is characterized and a specically designed digitally programmable precision current source is presented. The eect of the bandpass filter on an intermixture of microwave and radio frequency signals is examined. At first this thesis introduces the theory of the interaction of electromagnetic radiation with an atomic two level system. Based on this a strategy for testing the phase stability of a microwave frequency is developed. For that a Ramsey pulse sequence on an atomic hyperne transition is visualized by the motion of the Bloch vector. Then the principle of operation of the bandpass filter is presented and -supported by numerical simulations- the underlying macroscopic theory is examined. In the experimental part of the thesis the current source is characterised. Measured frequency and phase responses of different filter congurations are analysed. Filtering the signal produced by the intermixture of microwave and radio frequencies the efficiency of the method is shown. Under the chosen conditions the unwanted byproducts of the mixture could be attenuated by three orders of magnitude compared to the wanted microwave frequency.