In manchen Anwendungen bedeuten größere Laser bessere Laser. Das ist in der Astronomie der Fall, wo Laser für alles verwendet werden, von der Teleskopkalibrierung bis zur Satellitenkommunikation. Die Europäische Südsternwarte ( DAS ) und einige seiner Handelspartner haben einen Laser entwickelt, der dreimal leistungsstärker ist als der bestehende Industriestandard. Mit dieser erhöhten Leistung hat das neue System das Potenzial, die Art und Weise, wie Teleskope mit einem der grundlegendsten Probleme der bodengebundenen Astronomie umgehen, dramatisch zu verbessern – atmosphärische Turbulenzen.
Regelmäßige atmosphärische Turbulenzen sind auf der Erde alltäglich und die Ursache dessen, was das menschliche Auge als Sterne wahrnimmt. funkelnd .“ Für ein Teleskop können jedoch unberücksichtigte Turbulenzen dazu führen, dass ganze Datensätze herausgeschleudert werden. Teleskope verfügen über eine Standardtechnik, um solche Effekte zu eliminieren – sie kalibrieren mit einem bekannten stabilen Stern.
UT-Video zur Erklärung atmosphärischer Turbulenzen.
Das offensichtliche Problem ist, dass es manchmal keine Sterne gibt, die sie verwenden können kalibrieren zu. Also haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, ein „ künstlicher Stern “, die es Observatorien ermöglichen würde, sich gegen ein stabiles beobachtbares Objekt zu kalibrieren, egal in welche Richtung sie schauten. Bei dieser Technik werden Natriumatome mit einem Laser 90 km hoch in die Atmosphäre gesprengt.
Heute existiert diese Technologie als Four Laser Guide Star Facility, die das Very Large Telescope der ESO ( VLT ). Mit einer Leistung von respektablen 22 W war dieses Kalibrierungswerkzeug für den erfolgreichen Betrieb des VLT unerlässlich. Je stärker jedoch der Laser auf die Natriumatome einwirkt, desto stabiler ist der Kalibrierungs-„Stern“. Also hat ESO die Leistung auf 63 W angehoben – fast eine Verdreifachung gegenüber dem bestehenden System.
Dieses Weitfeldbild zeigt den CaNaPy-Laser beim Testen am Himmel der Sternwarte Allgäuer VolksSternwarte Ottobeuren in Deutschland. Der Laser, der auf einer von der ESO patentierten Technologie basiert, regt Natriumatome in der oberen Atmosphäre an und erzeugt eine künstliche Quelle, mit der atmosphärische Turbulenzen überwacht und korrigiert werden können. Dieser Laser wird schließlich in der optischen Bodenstation der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in Teneriffa, Spanien, als Teil einer Zusammenarbeit zwischen der ESO und der ESA installiert, um adaptive Optik für astronomische und Satellitenkommunikationszwecke zu verwenden.
Kredit - ESO
Dieser Anstieg ist auf die Entwicklung eines fortschrittlichen Raman-Faserverstärker Laserquelle, erstellt von MPB-Kommunikation – ein kanadisches Unternehmen, das als einer der Handelspartner der ESO fungiert. Sie waren nicht allein bei der Entwicklung von Technologien zur Verbesserung der Kalibrierlaser. TOPTICA Photonik Ag ist ein deutsches Unternehmen, das sich auf die Herstellung von Frequenzen spezialisiert hat. zwitschern “ Systeme, die es dem Laser ermöglichen, zwischen mehreren Frequenzen hin und her zu springen. Größere Bandbreiten bedeuten mehr angeregte Natriumatome und einen hellen Stern für die Kalibrierung.
Die Kalibrierung ist jedoch nicht das einzige, wofür die verbesserten Laser nützlich sind. Satellitenkommunikationssysteme sind in letzter Zeit viel wichtiger geworden, wobei Starlink von SpaceX zu einer neuen Ära der weltraumgestützten Kommunikation führt. Sie sind jedoch in ihrer Verwendung einer der schnellsten Datenübertragungstechniken beschränkt. Die optische Kommunikation zwischen Satelliten und der Erde selbst wird durch die gleichen atmosphärischen Turbulenzphänomene erschwert, die Teleskope abwerfen können. Da dieser Laser mit höherer Leistung in der Lage ist, stabilere Kalibrierpunkte für diese Systeme zu erzeugen, wird die optische Kommunikation zu einer viel attraktiveren Datenübertragungsmethode.
Dieses Bild zeigt den 57-W-CaNaPy-Laser während eines Feldtests am 0,6-m-Teleskop an der Allgäuer VolksSternwarte Ottobeuren in Deutschland. Das Laserlicht geht vom Inneren des Teleskops zu seinem Sekundärspiegel und prallt zurück zum Hauptspiegel, wo es schließlich zum Himmel reflektiert wird. Der Laser, der auf der von der ESO patentierten Technologie basiert, wird schließlich Teil des CaNaPy Laser Guide Star Adaptive Optics-Systems sein, das in der optischen Bodenstation der Europäischen Weltraumorganisation in Teneriffa, Spanien, betrieben werden soll. Es wird dazu beitragen, astronomische Beobachtungen hinsichtlich des durch Turbulenzen in der Erdatmosphäre verursachten Unschärfeeffekts zu korrigieren.
Kredit - ESO
Wissenschaftler planen, das neue Lasersystem, das Teil des adaptiven Optiksystems CaNaPy Laser Guide Star ist, an einem ESA-Observatorium in Teneriffa, Spanien, zu installieren. Wenn sich das System bewährt, kann es als Grundlage für andere verbesserte Kalibrierungs- und Kommunikationstools in den expandierenden Beobachtungs- und Netzwerkplattformen auf der ganzen Welt dienen.
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Leitbild:
CaNaPy-Laser im Test in Deutschland.
Kredit - ESO
