Оставил этот вопрос в комментарии к журналу sergepolar, но попробую и здесь тоже спросить.
Понимаю, что оффтоп, но в связи с последними новостями про успехи интерферометрии и снимки черной дыры углубился в изучение и возник один технический вопрос :). Ясно, что когда неспециалист (я сам программист-электронщик-радиолюбитель :)) задает достаточно специализированный вопрос на него может быть сложно ответить, но стало очень уж любопытно.
Для меня стало открытием, что существует такое оборудование как "оптические гетеродины", см например "THE BERKELEY INFRARED SPATIAL INTERFEROMETER : A HETERODYNE STELLAR INTERFEROMETER FOR THE MID-INFRARED" (THE ASTROPHYSICAL JOURNAL, 537 : 998È1012, 2000 July 10), которые могут быть использованы (и используются) для оптической интерферометрии. Причем, конструктивно они повторяют гетеродинные приемники в радиодиапазоне: оптический сигнал смешивается с сигналом от Local Oscillator (от лазера) на фотодиоде и сигнал промежуточной частоты в несколько гигагерц обрабатывается уже электронными средствами.
Так в чем вопрос :)
А почему это направление не развивается бурно и решительно? Ведь это возможность увеличить разрешение в 1000 раз (с миллиметровых волн 300GHz до 400 THz света). В "консервных банках" схема приемника выглядит тривиальной: сигнал от Local Oscillator (лазера в оптическом или IR диапазоне) смешивается с сигналом с зеркала телескопа и направляется на светодиод, где преобразуется в сигнал промежуточной частоты, который уже оцифровывается общепромышленным АЦП (в открытой продаже на том же MOUSER за 2000$ лежит 4-гигагерцовый АЦП от Texas Instruments ADC12J4000NKET в свободной продаже).
В принципе, понятно, что проблема в стабильном Local Oscillator с низким фазовым шумом, но вот тут и возникает вопрос, неужели есть какие-то принципиальные проблемы создать оптический Phase Locked Loop для лазера в оптическом диапазоне с локом на атомные часы/водородный мазер/GPS/GLONASS? Есть какие-то принципиальные проблемы поделить оптическую частоту из терагерц в гигагерцы какого-либо мазерного стандарта? PLL микроволновых частот достаточно спокойно лочатся на кристаллический осциллятор в десяток мегагерц.
IEEE SENSORS JOURNAL Software Defined Optoelectronics: Space and Frequency Diversity in Heterodyne Interferometry Lucas M.Riobó, Member, IEEE, Francisco E. Veiras, Member, IEEE, Marı́a T. Garea, Member, IEEE, Patricio A. Sorichetti, Senior Member, IEEE
почему это не мейнстрим? :) теоретическое разрешение - в тысячу раз выше миллиметровых волн
Я не знаю, в чем конкретно состоят технические проблемы, но факт в том, что интерферометрия в оптике и среднем ИК пока удается реализовать лишь на базах в десятки метров. Скорее всего, проблема в том, что возможностей АЦП не хватает и сигналы с двух база все равно смешивают напрямую, а не в записи, как в радиодиапазоне. И тут проблемы растут скачкообразно с увеличением базы, очень сложно отстроится от промех, скажем на VLTI мне рассказывали, что серьезнейшие возмущения идут из-за микросейсмики + вибрации от систем охлаждения приемников на телескопах. А для того, чтобы конкурировать по разрешению с наблюдениями на 1.3 мм придется строить оптический интерферометр с плечом в десяток километров. Кроме того, для нормального покрытия фазовой плоскости (мы же хотим "картинку") одного такого плеча мало, пользоваться вращением Земли, как в радио, в полной мере не удастся - требования на погоду в оптике жестче, у нас же еще день и ночь есть
Сейчас дописал замечание про тень в статью, которая скоро в УФНе выйдет и залез посмотреть, что коллеги пишут. Итого - коммент - тут еще дело в том, что у ближайших свермассивных черных дыр максимум светимости в (суб)миллиметровой области и среда там предполагается оптически прозрачной, как показали недавние события - не без оснований..
Да, конечно. В оптике там поглощение может быть очень заметным, даже если смотрим в дырку пылевого тора. Собственно, изображения торов поучены как раз методом интерферометрии на VLTI на микронных длинах волн. Вопрос, как я понял был именно в том, почему такая техника не используется массово и на многокилометровых базах.
Понимаю, что оффтоп, но в связи с последними новостями про успехи интерферометрии и снимки черной дыры углубился в изучение и возник один технический вопрос :). Ясно, что когда неспециалист (я сам программист-электронщик-радиолюбитель :)) задает достаточно специализированный вопрос на него может быть сложно ответить, но стало очень уж любопытно.
Для меня стало открытием, что существует такое оборудование как "оптические гетеродины", см например "THE BERKELEY INFRARED SPATIAL INTERFEROMETER : A HETERODYNE STELLAR INTERFEROMETER FOR THE MID-INFRARED" (THE ASTROPHYSICAL JOURNAL, 537 : 998È1012, 2000 July 10), которые могут быть использованы (и используются) для оптической интерферометрии. Причем, конструктивно они повторяют гетеродинные приемники в радиодиапазоне: оптический сигнал смешивается с сигналом от Local Oscillator (от лазера) на фотодиоде и сигнал промежуточной частоты в несколько гигагерц обрабатывается уже электронными средствами.
Так в чем вопрос :)
А почему это направление не развивается бурно и решительно? Ведь это возможность увеличить разрешение в 1000 раз (с миллиметровых волн 300GHz до 400 THz света). В "консервных банках" схема приемника выглядит тривиальной: сигнал от Local Oscillator (лазера в оптическом или IR диапазоне) смешивается с сигналом с зеркала телескопа и направляется на светодиод, где преобразуется в сигнал промежуточной частоты, который уже оцифровывается общепромышленным АЦП (в открытой продаже на том же MOUSER за 2000$ лежит 4-гигагерцовый АЦП от Texas Instruments ADC12J4000NKET в свободной продаже).
В принципе, понятно, что проблема в стабильном Local Oscillator с низким фазовым шумом, но вот тут и возникает вопрос, неужели есть какие-то принципиальные проблемы создать оптический Phase Locked Loop для лазера в оптическом диапазоне с локом на атомные часы/водородный мазер/GPS/GLONASS? Есть какие-то принципиальные проблемы поделить оптическую частоту из терагерц в гигагерцы какого-либо мазерного стандарта? PLL микроволновых частот достаточно спокойно лочатся на кристаллический осциллятор в десяток мегагерц.
А как обстоят дела в оптике?
Reply
IEEE SENSORS JOURNAL
Software Defined Optoelectronics: Space and Frequency Diversity in Heterodyne Interferometry
Lucas M.Riobó, Member, IEEE, Francisco E. Veiras, Member, IEEE, Marı́a T. Garea, Member, IEEE, Patricio A.
Sorichetti, Senior Member, IEEE
почему это не мейнстрим? :) теоретическое разрешение - в тысячу раз выше миллиметровых волн
Reply
И тут проблемы растут скачкообразно с увеличением базы, очень сложно отстроится от промех, скажем на VLTI мне рассказывали, что серьезнейшие возмущения идут из-за микросейсмики + вибрации от систем охлаждения приемников на телескопах. А для того, чтобы конкурировать по разрешению с наблюдениями на 1.3 мм придется строить оптический интерферометр с плечом в десяток километров.
Кроме того, для нормального покрытия фазовой плоскости (мы же хотим "картинку") одного такого плеча мало, пользоваться вращением Земли, как в радио, в полной мере не удастся - требования на погоду в оптике жестче, у нас же еще день и ночь есть
Reply
пишут. Итого - коммент - тут еще дело в том, что у ближайших свермассивных черных дыр максимум светимости
в (суб)миллиметровой области и среда там предполагается оптически прозрачной, как показали недавние события - не без оснований..
Reply
Reply
Leave a comment