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面向空间引力波探测的低噪声平衡零拍探测系统研究(特邀)
被引量：
4
1
作者
王炜杰
李番
+6 位作者
李健博
鞠明健
郑立昂
田宇航
尹王保
田龙
郑耀辉
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期101-109,共9页
空间引力波探测频段位于0.1 mHz~1 Hz范围内,在该频段内包含了更大特征质量和尺度的引力波波源信息。目前,基于不同尺寸及空间轨道的大型激光干涉空间引力波探测计划已经逐步实施,其中在干涉仪的激光光源系统中,需要抑制激光强度噪声及...
空间引力波探测频段位于0.1 mHz~1 Hz范围内,在该频段内包含了更大特征质量和尺度的引力波波源信息。目前,基于不同尺寸及空间轨道的大型激光干涉空间引力波探测计划已经逐步实施,其中在干涉仪的激光光源系统中,需要抑制激光强度噪声及频率噪声等,光电探测作为激光噪声表征及抑制的第一级器件,其性能将直接影响激光噪声抑制效果。通过选定低噪声芯片、高稳定偏压系统的基础上,采用自减电路及跨阻放大电路进行整体电路设计;在电磁屏蔽、低温漂系数元件、低噪声供电以及主动温控等技术手段实现了高增益低噪声平衡零拍探测系统的研制;结合快速傅里叶变换法以及对数轴功率谱密度算法对其增益、带宽等性能进行评估测试,并进一步对激光的强度噪声在0.05 mHz~1 Hz频段进行探测表征。实验结果表明:所研发平衡零拍探测电子学噪声谱密度在1 mHz~1 Hz的频率范围内在3.6×10^(-5)V/Hz^(1/2)以下,小于空间引力波探测对激光光源噪声要求;进一步当入射光功率为400μW时,测量得到平衡零拍探测系统在0.1 mHz~1 Hz的频率范围内增益在20 dB以上;激光强度噪声谱密度在1 mHz处为3.6×10^(-2)V/Hz^(1/2),实现低噪声光电探测及激光强度噪声表征,为空间引力波探测中激光强度噪声表征及抑制等方面提供关键器件支撑。
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关键词
空间引力波探测
平衡零拍探测
真空噪声
对数轴谱密度算法
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职称材料
题名
面向空间引力波探测的低噪声平衡零拍探测系统研究(特邀)
被引量：
4
1
作者
王炜杰
李番
李健博
鞠明健
郑立昂
田宇航
尹王保
田龙
郑耀辉
机构
山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室
山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室
山西大学极端光学协同创新
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期101-109,共9页
基金
国家重点研发计划(2020YFC2200402)
国家自然科学基金(62027821,62035015,12174234,11874250)
+1 种基金
山西省重点研发计划(202102150101003,201903D111001)
山西省三晋学者特聘教授项目。
文摘
空间引力波探测频段位于0.1 mHz~1 Hz范围内,在该频段内包含了更大特征质量和尺度的引力波波源信息。目前,基于不同尺寸及空间轨道的大型激光干涉空间引力波探测计划已经逐步实施,其中在干涉仪的激光光源系统中,需要抑制激光强度噪声及频率噪声等,光电探测作为激光噪声表征及抑制的第一级器件,其性能将直接影响激光噪声抑制效果。通过选定低噪声芯片、高稳定偏压系统的基础上,采用自减电路及跨阻放大电路进行整体电路设计;在电磁屏蔽、低温漂系数元件、低噪声供电以及主动温控等技术手段实现了高增益低噪声平衡零拍探测系统的研制;结合快速傅里叶变换法以及对数轴功率谱密度算法对其增益、带宽等性能进行评估测试,并进一步对激光的强度噪声在0.05 mHz~1 Hz频段进行探测表征。实验结果表明:所研发平衡零拍探测电子学噪声谱密度在1 mHz~1 Hz的频率范围内在3.6×10^(-5)V/Hz^(1/2)以下,小于空间引力波探测对激光光源噪声要求;进一步当入射光功率为400μW时,测量得到平衡零拍探测系统在0.1 mHz~1 Hz的频率范围内增益在20 dB以上;激光强度噪声谱密度在1 mHz处为3.6×10^(-2)V/Hz^(1/2),实现低噪声光电探测及激光强度噪声表征,为空间引力波探测中激光强度噪声表征及抑制等方面提供关键器件支撑。
关键词
空间引力波探测
平衡零拍探测
真空噪声
对数轴谱密度算法
Keywords
space-based gravitational wave detection
balanced homodyne detection
vacuum noise
LPSD
分类号
TN247 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
面向空间引力波探测的低噪声平衡零拍探测系统研究(特邀)
王炜杰
李番
李健博
鞠明健
郑立昂
田宇航
尹王保
田龙
郑耀辉
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
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引证文献
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