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能够增强引力波检测器的光机械技术研究

时间：2022-04-23 14:25:06 来源：

引力波检测器是极其复杂的精度测量仪器。他们使用干扰作为测量在时空中的重力波（GWS）的物理机制 - 从不同的天文来源和事件中的措施，如两个中子恒星合并。通过波信号被编码成光波，并在离开干涉仪后读出。问题是，信号较弱，从光学元件的任何移动都会降低信号强度。例如，构成称为“热噪声”的颗粒的随机运动。

在GW探测器的设计中，'光学机械的腔腔用于增强来自GW探测器的信号。这些腔或'谐振器'通常具有两个，移动端镜，其捕获和放大光。然而，有一个问题：由于热噪声，镜子可能会移动太多！如果我们可以最小化这些谐振器的热噪声，它将提高GW灵敏度。

图1。

P 1中的双端镜晃动（DEMS）腔腔 - 是一种特殊类型的光学力学腔，其由四个镜子，传输晃动镜和反射来自两侧的光的谐振器（双端镜）。使用DEMS腔，谐振器通过称为“光学稀释”的过程表现出非常低的热噪声水平，这通过使用辐射压力捕获潜在井中的谐振器来起作用。这使谐振器紧密绑定，因此它不容易从随机热波动受到干扰。

在由OzGRAV领导的研究中，研究人员解释说，尽管光学弹簧对DEMS腔并不是独一无二的，但在DEMS腔中避免了辐射压力噪声和防阻尼效应的麻烦的影响，但在两个 - 中是不可避免的镜腔。

图2。

第一作者和Ozgrav Research Assistant Parris Trahanas解释道：“允许DEMS腔的关键机构这些品质是透射晃动镜部件 - 它将DEMS腔转换成耦合的光学谐振器，其是将两个弹簧批量系统与第三弹簧连接在一起的光学等效物。”

图2中的结果显示了耦合振荡器特征的避免交叉 - 这将是GW探测器的极其有用的工具，但是可以更广泛地应用于机械谐振器中需要低热噪声的场景。


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