Телескоп на Луне

[Lexey]

Gleb1964 в сообщении #1098866 писал(а):

так вот что меня интересует - смешиваются две волны оптического диапазона, огибающая биений уходит в терагерцовый диапазон, а приемник какого диапазона должен быть - оптического или терагерцового? Это разная техника

Это вопрос чисто терминологический, раз входной сигнал изначально в оптическом диапазоне, то это называется приемником оптического диапазона.
Давайте уж лучше гигагерцовый рассматривать для примера, там конкретные технологии доступней, и с терагерцовыми я мало знаком.
Смысл преобразования обычно бывает как раз в том чтобы можно было использовать более изощренные методы обработки сигнала, технически более доступные в низкочастотном диапазоне.

-- Пт фев 12, 2016 17:10:04 --

Xugin в сообщении #1098869 писал(а):

А если не один раз, а каскадно, через разные диапазоны подобраться до нужных?

В этом не вижу смысла. В радиотехнике такое иногда делается из-за технических проблем с узкополосной фильтрацией на высокой частоте, но в оптическом диапазоне таких проблем уже нет.
Промежуточные частоты между оптическим и сантиметровым диапазоном как-раз технически наиболее проблематичны, зато их можно перепрыгнуть одним махом.

[Gleb1964]

Lexey в сообщении #1098873 писал(а):

Gleb1964 в сообщении #1098866 писал(а):

так вот что меня интересует - смешиваются две волны оптического диапазона, огибающая биений уходит в терагерцовый диапазон, а приемник какого диапазона должен быть - оптического или терагерцового? Это разная техника

Это вопрос чисто терминологический, раз входной сигнал изначально в оптическом диапазоне, то это называется приемником оптического диапазона.

приемник оптического диапазона не может поглотить энергии меньшей порции, чем квант, как биения тогда увидеть?

[Lexey]

Gleb1964 в сообщении #1098880 писал(а):

приемник оптического диапазона не может поглотить энергии меньшей порции, чем квант,

А вы считаете что приемник радиодиапазона может? Или что в радиодиапазоне не бывает интерференции? Или что она тут имеет принципиально иную физическую природу?
Там эти кванты усредняются если их достаточно много. А вероятность поглотить квант пропорциональна усредненному квадрату суммарного оптического сигнала на фотодетекторе.

[Gleb1964]

Lexey в сообщении #1098883 писал(а):

Gleb1964 в сообщении #1098880 писал(а):

приемник оптического диапазона не может поглотить энергии меньшей порции, чем квант,

А вы считаете что приемник радиодиапазона может? Или что в радиодиапазоне не бывает интерференции? Или что она тут имеет принципиально иную физическую природу?
Там эти кванты усредняются если их достаточно много. А вероятность поглотить квант пропорциональна усредненному квадрату суммарного оптического сигнала на фотодетекторе.

электромагнитное излучение всегда поглощается квантами, только в радиодиапазоне они "мельче" по энергии и не так заметны.
Однако, вернемся к вопросу об оптическом гетерогине. Так, фотоприемник должен иметь чувствительность в оптическом или в радио диапазоне? Вопрос о временном разрешение приемника ясен - он должен быть в районе гигагерц-терагерц.
Я знаю, что есть такие фотоприемники оптического и ИК диапазона, способные давать частоты 25-100Ггц (временное разрешение от 8 пикосекунд), подойдут? Или смесь оптический сигналов породит излучение в радиодиапазоне, которую можно будет принят напрямую приемником радиодиапазона?
Именно в этом заключался мой к Вам вопрос, формулируя его более развернуто

[Lexey]

Gleb1964 в сообщении #1098888 писал(а):

Или смесь оптический сигналов породит излучение в радиодиапазоне, которую можно будет принят напрямую приемником радиодиапазона?

Да, но это не "смесь" в обычном понимании, обычно это называется "product" или "сигнал промежутосной частоты" (ПЧ, IF), .
Нелинейный элемент должен работать в исходном диапазоне, и на нем возникает сигнал ПЧ.
Смеситель(mixer) - термин устоявшийся для этого нелинейного элемента, который тех кто не в курсе может сбивать с толку.
Точно так же в приемнике радиодиапазона сигнал с исходной радиочастоты преобразуется на ту которая надо если надо, возможно на нулевую.
И при примитивнейшем прямом детектировании АM радиочастотного сигнала детектор - это тот-же нелинейный элемент, математически идентичный и фотодетектору и смесителю,
но только сигнал гетеродина тут не добавляется на входе.
Да, собственно, чего я тут распинаюсь https://en.wikipedia.org/wiki/Heterodyne

-- Пт фев 12, 2016 19:44:57 --

Gleb1964 в сообщении #1098888 писал(а):

Я знаю, что есть такие фотоприемники оптического и ИК диапазона, способные давать частоты 25-100Ггц (временное разрешение от 8 пикосекунд), подойдут?

Да.
Только напоминаю, что для конкретной исходной задачи это не решение, по ряду причин, в том числе потому что оптический сигнал передавать по "проводам" на расстояние гораздо проще чем радиосигнал, тем более такого диапазона.

[Munin]

Gleb1964 в сообщении #1098888 писал(а):

Или смесь оптический сигналов породит излучение в радиодиапазоне, которую можно будет принят напрямую приемником радиодиапазона?

Нужна какая-то нелинейная оптика, умеющая вычитать частоты, и при этом дотягивающая до радиодиапазона.

[Lexey]

Munin в сообщении #1098935 писал(а):

Нужна какая-то нелинейная оптика, умеющая вычитать частоты, и при этом дотягивающая до радиодиапазона.

Ну так обычный фотодетектор же (фотодиод, ФЭУ) и есть такая оптика.
Более экзотическая нелинейная оптика нужна там где не надо дотягивать до радиодиапазона, для преобразований в пределах оптического диапазона.

[Munin]

Lexey в сообщении #1098940 писал(а):

Ну так обычный фотодетектор же (фотодиод, ФЭУ) и есть такая оптика.

Простите, нет, подразумевается кристалл с нелинейными оптическими свойствами. А то, что вы называете, сразу рушит квантовость.

[Lexey]

Munin в сообщении #1098953 писал(а):

А то, что вы называете, сразу рушит квантовость.

И чем это нам грозит? Квантовый шум исчезнет, чтоли? Так мы только за!

[Gleb1964]

Munin в сообщении #1098953 писал(а):

Lexey в сообщении #1098940 писал(а):

Ну так обычный фотодетектор же (фотодиод, ФЭУ) и есть такая оптика.

Простите, нет, подразумевается кристалл с нелинейными оптическими свойствами. А то, что вы называете, сразу рушит квантовость.

Здесь, похоже, Lexey прав. Вот неплохая статья про оптический гетеродин https://www.rp-photonics.com/optical_heterodyne_detection.html, там определяется понятие оптического гетеродина и явно указывается, что смешение сигналов достигается не в оптическом кристалле, а на фотодетекторе, с последующим извлечением компонентов сигнала путем обработки электронными методами:

Цитата:

Optical heterodyne detection involves optical signal and local oscillator waves, whereas the mixing product is an electrical signal. The mixing product is not obtained by mixing the signal and local oscillator wave in a nonlinear crystal, but rather simply by detecting the linearly superimposed waves with a square-law photodetector, typically a photodiode.

и далее

Цитата:

The oscillating part can then be isolated and processed further with electronic means.

Lexey спасибо, мой вопрос прояснился.
По поводу возможности использования метода с лазерными источниками и ранее не сомневался, но с естественными источниками вижу ограничения. Отношение сигнал/шум процесса определяется прежде всего дробовым шумом (short noise) и спектральной яркостью излучения (спектральной плотностью - optical power spectral density). Это существенно ограничивает использование такого метода с тепловыми источниками света, поскольку их спектральная яркость ограничена законом Планка.

[Lexey]

Gleb1964 в сообщении #1098963 писал(а):

Это существенно ограничивает использование такого метода с тепловыми источниками света, поскольку их спектральная яркость ограничена законом Планка.

Это да, есть такой большой жирный минус.

[Munin]

Lexey в сообщении #1098962 писал(а):

И чем это нам грозит? Квантовый шум исчезнет, чтоли? Так мы только за! :lol:

Сигнал исчезнет. Вы не забывайте, что в оптике сигнал квантовый. Gleb1964, тоже не забывайте: то, что работает на земле с оптическим сигналом из лазера, перестанет работать в космосе с оптическим сигналом от звезды: она не лазер, в ней фотоны некогерентны между собой.

[Lexey]

Munin в сообщении #1099041 писал(а):

Сигнал исчезнет. Вы не забывайте, что в оптике сигнал квантовый. Gleb1964, тоже не забывайте: то, что работает на земле с оптическим сигналом из лазера, перестанет работать в космосе с оптическим сигналом от звезды: она не лазер, в ней фотоны некогерентны между собой.

Вы слишком категоричны. Когерентность она измеряется вполне конкретными величинами, например, временем когерентности. И это время когерентности имеет фундаментальную связь с шириной частотной полосы сигнала. Таким образом, фильтруя широкополосный сигнал, уменьшая полосу, мы повышаем когерентность. А вы мыслите какими-то идеализированными неизмеримыми понятиями, далекими от реальности.

[Munin]

Lexey в сообщении #1099100 писал(а):

Когерентность она измеряется вполне конкретными величинами, например, временем когерентности.

Я не про эту величину. Я про то, что фотоны не образуют конденсата. Детектор вынужден ценить каждый фотон, пока он не проинтерферировал нужным образом. А вы рассуждаете, как будто у вас радиосигнал и всё классическое.

[Gleb1964]

Lexey в сообщении #1099100 писал(а):

Munin в сообщении #1099041 писал(а):

Сигнал исчезнет. Вы не забывайте, что в оптике сигнал квантовый. Gleb1964, тоже не забывайте: то, что работает на земле с оптическим сигналом из лазера, перестанет работать в космосе с оптическим сигналом от звезды: она не лазер, в ней фотоны некогерентны между собой.

Вы слишком категоричны. Когерентность она измеряется вполне конкретными величинами, например, временем когерентности. И это время когерентности имеет фундаментальную связь с шириной частотной полосы сигнала. Таким образом, фильтруя широкополосный сигнал, уменьшая полосу, мы повышаем когерентность. А вы мыслите какими-то идеализированными неизмеримыми понятиями, далекими от реальности.

А вот фильтровать можно только до известного предела, этот предел - длины цугов, из которых составлено излучение. Длины цугов определят наименьшую полосу уширения. Для светового диапазона для тепловых источников длина цугов не превышает 1..3м, или время когерентности $10^{-8} \text{s}$. Если в течении процесса излучения атом испытывает столкновения, фаза цугов сбивается и время и длина когерентности уменьшаются. Фильтрация дальше этого предела эффекта не даст.