Giải thưởng Nobel trao cho giáo sư Hänsch để công nhận những nghiên cứu mà ông đã thực hiện cuối thập niên 1990 tại Viện Max Planck ở Garching, gần Munich, Đức. Ông đã phát triển một "thiết bị tổng hợp lược" quang học, làm cho lần đầu tiên có thể đo được một mức cực kì chính xác số các dao động của ánh sáng trong một giây. Những phép đo lược tần số quang học này có thể chính xác đến hàng triệu lần so với cách xác định bằng quang phổ.

Nghiên cứu ở Garching được thúc đẩy bởi các thí nghiệm về phổ laser chính xác của nguyên tử Hidro. Nguyên tử này có cấu trúc rất đơn giản. Bằng cách xác định chính xác các vạch phổ của nó, các nhà vật lý có thể đi đến kết luận liệu các hằng số vật lý cơ bản có thay đổi chậm theo thời gian hay không. Cuối thập niên 1980, phổ học laser của nguyên tử Hidro đã đạt đến độ chính xác lớn nhất cho phép thực hiện được các phép đo giao thoa về các bước sóng quang học.

Các nhà nghiên cứu tại Viện Max Planck về Vật lý Lượng tử đã nghiên cứu một phương pháp mới, và phát triển bộ tổng hợp lược tần số quang học. Tên gọi của nó xuất phát từ thực tế là thiết bị này phát ra phổ ánh sáng hoàn toàn đơn sắc, các xung ánh sáng siêu ngắn. Phổ này là tập hợp của hàng trăm nghìn vạch phổ sắc nét với các khoảng tần số cách đều nhau.

Một lược tần số giống như một cái thước. Khi xác định được tần số của một bức xạ riêng biệt, nó có thể đem so sánh với các vạch phổ của "cái" lược cực kì nhạy, cho đến khi tìm thấy sự "vừa khít". Năm 1998, giáo sư Hänsch nhận giải thưởng nghiên cứu Philip Morris cho những đóng góp phát triển thiết bị đo này.

Một trong những ứng dụng đầu tiên của loại nguồn sáng mới này đó là xác định tần số của mức chuyển dịch photon 1S-2S trong nguyên tử Hidro. Tần số đo được với độ chính xác tới 15 chữ số sau dấu phẩy.

Lược tần số bây giờ là cơ sở cho các phép đo tần số quang học tại các phòng thí nghiệm lớn trên thế giới. Từ năm 2002, công ty Menlo Systems, với Viện Max Planck ở Garching đóng vai trò thành lập chính, đã sản xuất các thiết bị tổng hợp lược tần số để bán cho các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới.