你知道引力波背后的技術(shù)內(nèi)幕嗎？

今天，你有木有被引力波刷屏？

別煩，小編想跟著再刷一波。嗯，必須刷出高度——以咱們工程師的角度，從ADI的高度！

背景交代：全球多國(guó)科學(xué)家16日同步舉行新聞發(fā)布會(huì)，宣布人類第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星合并的引力波，并同時(shí)“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號(hào)。美國(guó)東部時(shí)間8月17日8時(shí)41分（北京時(shí)間20時(shí)41分），美國(guó)“激光干涉引力波天文臺(tái)”（LIGO）捕捉到這個(gè)引力波信號(hào)。此后2秒，美國(guó)費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到同一來(lái)源發(fā)出的伽馬射線暴。

這事為啥撩起了全球人的興趣？用美國(guó)加州理工學(xué)院LIGO數(shù)據(jù)分析小組負(fù)責(zé)人艾倫·溫斯坦教授的話說(shuō)：“幾十年來(lái)，我們一直孜孜以求準(zhǔn)備探測(cè)雙中子星合并的引力波，”，“那天早上，我們所有的夢(mèng)想成真。”LIGO項(xiàng)目組在美國(guó)華盛頓發(fā)布這一重大發(fā)現(xiàn)。中國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)等國(guó)科學(xué)家也各自舉行新聞發(fā)布會(huì)。相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)》《自然》等學(xué)術(shù)期刊上。這是人類歷史上第一次使用引力波天文臺(tái)和電磁波望遠(yuǎn)鏡同時(shí)觀測(cè)到同一個(gè)天體物理事件，標(biāo)志著以多種觀測(cè)方式為特點(diǎn)的“多信使”天文學(xué)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。

LIGO擁有兩臺(tái)聯(lián)合運(yùn)作的設(shè)備，一臺(tái)在華盛頓的漢福德，另一臺(tái)在路易斯安那州的利文斯頓。由于引力波不會(huì)在電磁波譜上留下線索，無(wú)法被看到，因此 LIGO 主要目標(biāo)是“聆聽(tīng)”宇宙的聲音，獲得引力波存在的證據(jù)。

每臺(tái) LIGO 設(shè)備會(huì)在超高真空腔中發(fā)出激光，并將激光一分為二，然后將兩束激光分別發(fā)送到相互垂直的兩個(gè) 2.5 英里長(zhǎng)的激光臂。激光束隨后被激光臂盡頭的鏡子反射回來(lái)。當(dāng)引力波經(jīng)過(guò)時(shí)，這一區(qū)域的時(shí)空會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致兩個(gè)激光臂之間產(chǎn)生細(xì)小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)細(xì)微的變化近似于一個(gè)質(zhì)子直徑的萬(wàn)分之一。這會(huì)改變射入到接收光學(xué)系統(tǒng)的返回光的相對(duì)相位，將光釋放到光學(xué)傳感器，從而形成可測(cè)量的信號(hào)或嘈聲。

LIGO偵測(cè)到的信號(hào)需要進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)理和采集，這個(gè)……屬于各位的專長(zhǎng)吧，不過(guò)LIGO系統(tǒng)的復(fù)雜度估計(jì)很多小伙伴一生難遇！??！這臺(tái)儀器必須非常精確，打個(gè)比方說(shuō)，在地球上所有沙灘的所有沙子中，如果有一粒沙子發(fā)生移動(dòng)，LIGO 就能探測(cè)到。

但這對(duì)于見(jiàn)過(guò)“大事”的咱們ADI，那必須信心滿滿哦！沒(méi)錯(cuò)，LIGO采用了ADI的大量集成技術(shù)。這些技術(shù)無(wú)一不體現(xiàn)出我們對(duì)精密技術(shù)的承諾，滿足當(dāng)下對(duì)精密指標(biāo)的要求，并推動(dòng)未來(lái)精密工程領(lǐng)域的創(chuàng)新及關(guān)鍵應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。

除了預(yù)測(cè)和補(bǔ)償所有其他可能的環(huán)境噪聲源，LIGO 還要求他們的激光振幅必須保持在超穩(wěn)定狀態(tài)，振幅變化在約100赫茲載波位移下不得高于 2×10^-9。激光不可能直接做到這些，LIGO 團(tuán)隊(duì)需使用+反饋系統(tǒng)來(lái)測(cè)量光輸出并控制振幅。這需要具有特定性能的超低噪聲放大器。LIGO 的科學(xué)小組為選擇最佳解決方案而進(jìn)行了廣泛審核，最終，他們選擇了ADI的AD797運(yùn)算放大器。

為穩(wěn)定激光頻率，LIGO 團(tuán)隊(duì)使用ADI的AD590高精度溫度傳感器來(lái)測(cè)量容納激光的玻璃真空室的平均溫度。

雖然激光的原始輸出是標(biāo)準(zhǔn)的，但它會(huì)在激光臂的諧振腔內(nèi)快速增加到數(shù)千瓦。這產(chǎn)生的力量足以在玻璃鏡子中形成聲共振，因此，LIGO使用ADA4700的高壓運(yùn)算放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)靜電激勵(lì)器，靜電激勵(lì)器會(huì)主動(dòng)使鏡子減幅并保持一致。

另一個(gè) ADI 器件AD736RMS 芯片用于測(cè)量輸送到螺線管的能量，螺線管用于驅(qū)動(dòng) LIGO 的鏡懸掛系統(tǒng)，并完成任何需要的傾斜、俯仰和偏航。

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