Исследователи объявили прототип лазера в центре первой космической гравитационной обсерватории волны, известный как лазерный интерферометр космической антенны (Лиза) миссии. Новая лазерная команды почти соответствует самым строгим требованиям, которые определены для инструментария Лизы, представляющий собой важный шаг в направлении привлечения масштабной программы обсерватории до конца.
«Что мотивацией было, чтобы понять, лазерная система с государством-оф-арт-перформансы, способна удовлетворить строгие требования к надежности космической миссии», — сказал Стив Леконта с швейцарская исследовательская фирма CSEM, который представит детали прототипа производительность оптического общества (Оса) 2019 лазера конгрессе, проходившем с 29 сентября по 3 октября в Вене, Австрия.
Лиза дополнит наземных гравитационно-волновых детекторов, как Национальный научный фонд США (NSF), финансируемых лазерного интерферометра гравитационно-волновой обсерватории (ЛИГО), развернув гравитационной системы обнаружения волн в пространстве. В 2016 году, NSF объявили, что на Лиго были сделаны первые прямые наблюдения гравитационных волн, ряби в ткани пространства и времени, которые были предсказаны Альбертом Эйнштейном 100 лет назад в его общей теории относительности.
Как Лиго и Лиза обсерваторий полагаться на лазеры для обнаружения гравитационных волн. В дополнение к точности и надежности, необходимых для любой детектор гравитационных волн, лазер на борту Лизы миссии должны отвечать дополнительным критериям, чтобы убедиться, что он предназначен для длительного использования в космосе.
Лиза под руководством Европейского космического агентства (ЕКА) в сотрудничестве с американским Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA).
Строгих требований для точных измерений
Лиза, планируется запустить в начале 2030-х годов, будет состоять из трех космических аппаратов, расположенных в виде треугольника на миллионы километров в поперечнике. Космический аппарат будет реле лазерных лучей и обратно и объединить свои сигналы, чтобы найти доказательства гравитационных волн.
Множество компонентов системы Лиза должна превосходно работать по отдельности и вместе для того, чтобы миссия увенчалась успехом. Со своей стороны, лазер должен соответствовать строгим стандартам в плане выходной мощности, длины волны, шум, стабильность, чистота и другие параметры.
Ученые разработали лазер, который отвечает почти всем требованиям, изложенным ЕКА и НАСА. Все оптические лазерные системы и электронные компоненты, которые либо совместимы с космической средой или основанные на технологиях, для которых пространство-компоненты класса доступны.
Система начинается с семян лазера, первый и заготовок собственн-впрыски заблокирована лазер может быть реализован на миссии, указанной длиной волны 1064 нм. Свет, излучаемый семян лазером вводят в сердечник накачкой ИБ-данный допинг усилитель волокна (YDFA), который повышает среднюю мощность от 12 до 46 единиц. Часть усиливается свет направляется в оптическую ссылка полости, что улучшает спектральную чистоту и стабильность лазера на порядки.
Основная часть света затем пересекает фазового модулятора, который увеличивает возможности, что позволит миссии сравнивать сигналы всех трех космических аппаратов посредством процесса, известного как интерферометрия. Наконец, второго ядра накачкой YDFA и двойной оболочкой большого режим зоны YDFA усилить сигнал почти до 3 Вт. Дополнительные компоненты помогают стабилизировать выходную мощность.
Подтверждающие показатели
Команда создана специальная испытательная станция, чтобы оценить их прототип лазерной системы. Они использовали резонатор-стабилизированный ультра-узкий лазерный 1560 Нм, оптический частотный гребень, активный Н-мазер и термостатированных низк-смещения фотоприемников в качестве ссылок для измерения стабильности частоты и амплитуды системы.
Испытания показали соответствие спецификации Лиза во всем диапазоне частот, с исключением ниже 1 мегагерца и выше 5 мегагерц, а также превосходное соответствие в отношении шума. Где тесты показывают незначительные отклонения от спецификации, исследователи выявили вероятные причины и предлагаемые решения для тонкой настройки системы. Эти решения включают в себя некоторые технические усовершенствования семенного лазера, как добавлять капельку порта резонатора для уменьшения высокочастотного шума.
«В то время как дата запуска вскоре после 2030 года могут появиться далеко, все еще существуют значительные технологические разработки должны быть выполнены. Команда готова и дальше содействовать в этом увлекательном начинании», — сказал Леконта.
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!