精密的变形镜可以探测到来自太空深处的引力波的新来源

时间:2020-06-25 22:01 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

精密的变形镜可以探测到来自太空深处的引力波的新来源

改进的可变形精密反射镜可以提高引力波探测器的灵敏度,帮助科学家探测来自太空深处的引力波的新来源。

研究人员已经开发了一种新型的变形镜,它可以提高地面引力波探测器的灵敏度,比如先进的激光干涉引力波天文台(LIGO)。先进的LIGO测量的是时空中被称为引力波的微弱波纹,引力波是由遥远的事件引起的,比如黑洞或中子星之间的碰撞。

除了改进今天的引力波探测器,这些新的镜子也将有助于提高下一代探测器的灵敏度,并允许探测新的引力波源。来自澳大利亚引力波发现卓越中心(OzGrav)阿德莱德大学节点的研究团队负责人Huy Tuong Cao说。

变形镜是用来塑造和控制激光的,它的表面由微小的镜子组成,每一面镜子都可以移动或驱动,从而改变镜子的整体形状。正如《光学社会》(OSA)杂志上详细介绍的应用光学,曹和他的同事首次制造出了基于双金属效应的可变形镜,利用温度变化实现机械位移。

我们的新镜子提供了一个大的驱动范围,具有很高的精度,曹说。简单的设计意味着它可以将商业上可以买到的光学设备变成一个不需要任何复杂或昂贵设备的可变形的镜子。这使得它适用于精确控制光束形状至关重要的任何系统。

这项新技术是由LIGO的Cao和Aidan Brooks提出的,是阿德莱德大学和LIGO实验室之间的一个访问项目的一部分,该项目由澳大利亚研究委员会和国家科学基金会资助。

打造更好的镜子

地面引力波探测器利用激光在干涉仪的两个臂上来回移动,来监测每个臂上镜子之间的距离。引力波在两面镜子之间的距离上引起轻微但可检测到的变化。

检测这种微小的变化需要极其精确的激光束引导和成形,这需要一个可变形的镜子。

我们正接近一个临界点,在这个点上,提高引力波探测器灵敏度所需要的精度,是用制造可变形镜子的制造技术所无法达到的。曹说。

大多数可变形镜子使用薄镜来引起大量的驱动,但这些薄镜会产生不需要的散射,因为它们很难抛光。研究人员设计了一种新型的可变形镜子,利用双金属效应,将一块金属贴到一面玻璃镜子上。当两者一起加热时,金属的膨胀程度超过玻璃,导致镜子弯曲。

新设计不仅创造了大量的精确驱动器,而且紧凑,要求对现有系统的最小修改。熔融石英镜和用于制作可变形镜的铝板均可在市场上买到。为了连接这两层,研究人员精心选择了一种能最大限度发挥作用的粘合剂。

精确描述

创建一个高度精确的镜子需要精确的表征技术。研究人员开发并建造了一个高度灵敏的哈特曼波前传感器,用来测量反射镜的变形如何改变了激光的形状。

这个传感器对我们的实验至关重要,也用于重力探测器来测量干涉仪核心光学的微小变化。曹说。我们用它来表征我们的镜子的性能,发现镜子高度稳定,对温度的变化有非常线性的响应。

试验还表明,胶粘剂是影响镜面成像的主要限制因素;驱动范围。研究人员目前正在努力克服这种粘合剂造成的限制,并将进行更多的测试来验证兼容性,然后再将镜子集成到先进的LIGO系统中。

参考文献:用于引力波探测的高动态范围热驱动双晶镜;作者:Huy Tuong Cao、Aidan Brooks、Sebastian w.s. Ng、David Ottaway、Antonio Perreca、Jonathan W. Richardson、Aria Chaderjian和Peter J. Veitch, 2020年3月18日,应用光学。

DOI: 10.1364 / AO.376764

当前位置:主页 > 物理知识 >

声明:本文杏鑫娱乐整理不代表个人观点,转载请注明原文,点击还能查看更多的文章;本文网址: http://www.kozbods.com/wuli/jmdbxjkytcdlztkscdylbdxly.html

围观: 次 | 责任编辑:杏鑫

延伸阅读

SEO关键字



回到顶部