超越一切可能: ADI in LIGO
宇宙中傳來的神秘嘈聲 穿越 13 億光年的驚人成就

2015 年 9 月 14 日淩晨 4 點，在人類歷史上首次探測到引力(或說重力)波。它來自 13 億光年外的兩個黑洞，這兩個黑洞在猛烈碰撞後釋放出引力波能量，這一能量是宇宙中所有星球能量總和的十倍以上。

這一發現是當今時代最著名的科學（和精密檢測技術）發現之一，在全球範圍內引起了巨大反響，多個科學雜誌、大眾媒體和深夜談話節目都紛紛予以報導。

在全球最重要的物理期刊之一《物理評論快報》宣佈這一發現後，這個事件引發媒體報導數量遠遠超過《物理評論快報》以往發表過的其它任何文章所產生的媒體關注度。《紐約時報》稱，這“註定會成為科學界最偉大的聲音之一，其重要意義不亞於亞歷山大·格雷厄姆·貝爾在電話中說的‘沃森先生，快來’”。

是什麼支撐了這一革命性事件？是 LIGO（雷射干涉引力波觀測站）的精密工程，以及 Analog Devices 的創新技術。

聆聽宇宙之聲

LIGO 擁有兩台聯合運作的設備，一台在華盛頓的漢福德，另一台在路易斯安那州的利文斯頓。由於引力波不會在電磁波譜上留下線索，無法被看到，因此 LIGO 主要目標是“聆聽”宇宙的聲音，獲得引力波存在的證據。

每台 LIGO 設備會在超高真空腔中發出雷射，並將雷射一分為二，然後將兩束雷射分別發送到相互垂直的兩個 2.5 英里長的雷射臂。雷射光束隨後被雷射臂盡頭的鏡子反射回來。當引力波經過時，這一區域的時空會發生改變，導致兩個雷射臂之間產生細小的相對運動，這個細微的變化近似於一個質子直徑的萬分之一。這會改變射入到接收光學系統的返回光的相對相位，將光釋放到光學感測器，從而形成可測量的信號或嘈聲。

LIGO 使用的 Analog Devices 高性能產品

LIGO 採用了 Analog Devices 的大量整合技術。這些技術無一不體現出我們對精密技術的承諾，滿足當下對精密指標的要求，並推動未來精密工程領域的創新及關鍵應用的實現。除了預測和補償所有其他可能的環境噪音源，LIGO 還要求他們的雷射振幅必須保持在超穩定狀態，振幅變化在約 100 赫茲載波位移下不得高於 2x10-9。

雷射不可能直接做到這些，LIGO 團隊需使用+回授系統來測量光輸出並控制振幅。這需要具有特定性能的超低雜訊放大器。LIGO 的科學小組為選擇最佳解決方案而進行了廣泛審核，最終，他們選擇了 Analog Devices 的 AD797 運算放大器。

為穩定雷射頻率，LIGO 團隊使用 Analog Devices 的 AD590 高精密度溫度感測器來測量容納雷射的玻璃真空室的平均溫度。雖然雷射的原始輸出是標準的，但它會在雷射臂的諧振腔內快速增加到數千瓦。這產生的力量足以在玻璃鏡子中形成聲共振，因此，LIGO 使用 ADA4700 的高壓運算放大器來驅動靜電激勵器，靜電激勵器會主動使鏡子減幅並保持一致。

另一個 ADI 元件 AD736 RMS 晶片用於測量輸送到螺線管的能量，螺線管用於驅動 LIGO 的鏡懸掛系統，並完成任何需要的傾斜、俯仰和偏航。

超越一切可能（超越愛因斯坦的預言）

100 年前，阿爾伯特·愛因斯坦提出宇宙中存在引力波。但是，他的這一假設是通過數學運算得出的，他認為，探測到引力波幾乎不可能，因為引力波極為微小。實際上，一台無比精確的儀器能夠成功達到這一目標；這台儀器必須非常精確，打個比方說，在地球上所有沙灘的所有沙子中，如果有一粒沙子發生移動，LIGO 就能探測到。

Analog Devices 非常自豪其技術為 LIGO 所用。

http://www.analog.com/en/landing-pages/001/ligo.html…