Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 35: Precision Measurements and Metrology IV

Q 35.1: Vortrag

Mittwoch, 10. März 2010, 16:30–16:45, A 310

FPGA basiertes, ultrapräzises RF Phasenmeter, als Konzeptstudie für den Gravitationswellendetektor LISA — •Markus Wussler^1,2, Franziska Kittelmann^1,3, Claus Braxmaier^1,2, Peter Gath¹, Martin Gohlke^1,4, Ulrich Johann¹, Thilo Schuldt^2,4, Hans-Reiner Schulte¹, Steffen Waimer^1,5 und Dennis Weise¹ — ¹EADS Astrium GmbH — ²HTWG Konstanz — ³Fachhochschule Gelsenkirchen — ⁴Humboldt Universität zu Berlin — ⁵Hochschule Esslingen

Zur Durchführung der Weltraummission LISA (Laser Interferometer Space Antenna), einer Mission von ESA und NASA, mit dem Ziel Gravitationswellen nachzuweisen und zu messen, benötigt man ein ultrapräzises Phasenmeßsystem. Dieses vergleicht die Frequenz und die Phasenlage eines Mess-Lasers relativ zu einem Referenz-Laser. Durch Überlagerung der beiden Laser entsteht ein Schwebungssignal, welches digitalisiert wird. Phase und Frequenz des Signals werden mittels DPLL (Digital Phase Locked Loop), realisiert auf einem FPGA (Field Programmable Gate Array) Board, ermittelt und weiter verarbeitet. Der Eingangsfrequenzbereich reicht von 2 bis 19 MHz. Ziel der Messung ist es ein Rauschlevel von kleiner als 6 microrad/sqrt(Hz) innerhalb der LISA Messbandbreite (0,1mHz bis 1Hz) zu erreichen. Im Vortrag wird der Prototyp vorgestellt, bereits vorhandene Messungen gezeigt, sowie auf vorhandene Limitierungen eingegangen. Es zeigt sich, dass das Phasemeter die Performanceanforderung bereits in weiten Frequenzbereichen erfüllt.