Согласно этому ответу , радиотелескоп ALMA (большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Atacama) работает в диапазоне 10 . Это подтверждает первая наука NRAO с возможностями высокочастотной обработки ALMA .
Согласно этому сайту, диапазоны и частоты ALMA следующие:
band wavelength noise frequency
(mm) (K) (GHz)
1 6.0 - 8.5 26 35 - 50
2 3.3 - 4.5 47 65 - 90
3 2.6 - 3.6 60 84 - 116
4 1.8 - 2.4 82 125 - 163
5 1.4 - 1.8 105 163 - 211
6 1.1 - 1.4 136 211 - 275
7 0.8 - 1.1 219 275 - 373
8 0.6 - 0.8 292 385 - 500
9 0.4 - 0.5 261 602 - 720
10 0.3 - 0.4 344 787 - 950
900 ГГц (0,9 ТГц) — довольно высокая частота для радиоприемника! Каждая тарелка ALMA преобразует принимаемую частоту с понижением частоты в базовую полосу частот в несколько ГГц, прежде чем они будут оцифрованы и отправлены в коррелятор для цифровой интерферометрии, но вам по-прежнему нужен сверхстабильный гетеродин (LO) для преобразования с понижением частоты и все гетеродины все блюда должны быть взаимно согласованы. Это настоящий подвиг, учитывая, что расстояние между ними может достигать десятков километров!
Вопрос: Как ALMA производит стабильные, взаимно когерентные гетеродины ~ТГц для всех своих тарелок?
Как предлагается в этом частичном ответе на вопрос, как Телескоп горизонта событий реализует интерферометрию? жесткие диски собирают цифровые данные, преобразованные с понижением частоты локальными атомными часами, вероятно, с использованием GPS в качестве вторичного эталона, а затем передаются в центральное место для последующего анализа.
Я предполагаю, что они тратят значительное количество времени, пытаясь восстановить когерентность на миллиметровом (пикосекундном) уровне, но эта возможность недоступна для ALMA, поскольку данные непрерывно записываются с большой долей 24/7, а огромный объем данные в месте, где магнитные жесткие диски не работают, огромны. Поэтому они должны получить это право в первый раз.
ALMA производит стабильные, взаимно когерентные генераторы гетеродинов ~ THz для всех антенн с помощью...
Использование одного центрального гетеродина и подключение его к каждой антенне по оптоволоконному кабелю! Волокно расширяется и сжимается из-за колебаний температуры, поэтому для калибровки антенны используется лазерная система. Если вы можете в это поверить, они вручную удлиняют или укорачивают волокно к каждой антенне, чтобы приспособиться к сжатию/растяжению. LO для высокочастотных наблюдений для ALMA требует фемтосекундной точности.
Проверьте этот YouTube для более подробного объяснения, чем я мог бы предоставить:
Примечания:
Я думаю, что это отличный вопрос, поскольку решение проблемы синхронизации гетеродина для высокочастотных наблюдений было одной из самых сложных технических и инженерных проблем, связанных с вводом в действие всех возможностей ALMA.
Создавая и проектируя интерферометры несколько десятков лет назад, мы всегда помнили, что свет проходит около фута за наносекунду. Чтобы получить фемтосекундную точность синхронизации, им приходится регулировать длину волокна с точностью до микрометра. Пикосекунды? Ни у кого нет на это времени!
Видео показывает и объясняет детали того, как гетеродинный сигнал, включенный в модулированный лазер, разделяется, а затем распределяется по оптическому волокну на каждый элемент массива. Из объяснения на странице видео:
Сложная электроника точно объединяет отдельные волны, обнаруженные ALMA, в один набор данных. Первым шагом в этом процессе является точное измерение того, где и когда антенна приняла свои волны. На каждой антенне есть часы, которые отмечают время данных с помощью своего рода атомного метронома или устройства для поддержания ритма, которое находится рядом с суперкомпьютером. Волны хронометража от этого центрального генератора направляются к каждой из антенн ALMA. На борту антенн гетеродин вводит этот хронометраж в микроскопический смеситель с волнами, проходящими через приемник, а смешанный сигнал оцифровывается и отправляется обратно по волокну в суперкомпьютер.
Сигналы хронометража, генерируемые центральным гетеродином, передаются по оптоволокну, что представляет собой дополнительную проблему. Длина оптического волокна может меняться в зависимости от температуры, но для достижения невероятного уровня точности, который требуется ALMA, длина волокна не должна изменяться более чем на одну миллионную миллиметра на протяжении всего 15-километрового расстояния до самого дальнего расстояния. антенна. Стабилизация длины оптического волокна — еще одна работа центрального гетеродина.
Роджер Вуд
ооо