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地面激光干涉引力波探测器的长度传感与控制
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作者 刘芳菲 王梦瑶 张帆 《天文学进展》 北大核心 2025年第2期338-353,共16页
地面激光干涉引力波探测器在运行过程中,其内部的光学系统会受到各种噪声的干扰而产生不可控的位移。为了提高探测器的灵敏度,使其能够探测到微弱的引力波信号,必须通过长度传感与控制系统,确保探测器中的多个光学谐振腔保持在共振状态... 地面激光干涉引力波探测器在运行过程中,其内部的光学系统会受到各种噪声的干扰而产生不可控的位移。为了提高探测器的灵敏度,使其能够探测到微弱的引力波信号,必须通过长度传感与控制系统,确保探测器中的多个光学谐振腔保持在共振状态,并在此基础之上设计引力波信号的读出方案。从激光干涉引力波探测器的构型出发,介绍了长度反馈控制的基本原理以及参数设计原则,结合目前正在运行的Advanced LIGO、Advanced Virgo和KAGRA控制系统的具体参数,详细分析了长度传感与控制系统在引力波探测器中的工作原理和应用。 展开更多
关键词 反馈控制系统 长度传感与控制 激光干涉仪 引力波探测器
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引力波探测器的噪声及噪声处理综述 被引量:5
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作者 严宇钊 杨明 姜万录 《电子测量技术》 2019年第24期108-115,共8页
物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,它是太空中一种看不到的波,并且传播速度非常快。引力波信号十分微弱,需要用世界上最灵敏的探测器检测,而探测器的噪声是制约探测器灵敏度的主要条件之一。概述了历史上比较著名的引力波探测器(主... 物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,它是太空中一种看不到的波,并且传播速度非常快。引力波信号十分微弱,需要用世界上最灵敏的探测器检测,而探测器的噪声是制约探测器灵敏度的主要条件之一。概述了历史上比较著名的引力波探测器(主要是韦伯棒和地面激光干涉引力波探测器)的工作原理和影响其灵敏度的噪声。其中主要介绍了引力波探测器中的热噪声、地震噪声、引力梯度噪声和量子噪声的产生的原因以及各种噪声的处理方法,并对未来引力波探测器噪声处理进行了展望。 展开更多
关键词 引力波探测器 噪声 噪声分析 噪声处理 综述
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KAGRA引力波探测器中频率相关压缩态实验进展
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作者 郭越凡 CAPOCASA Eleonora +6 位作者 EISENMANN Marc FLAMINIO Raffaele LEONARDI Matteo TACCA Matteo 肇宇航 李木子 吕振伟 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2019年第1期73-85,共13页
随着技术的发展,下一代引力波探测器的激光功率将得到进一步提高。大光斑半径的应用也将使探测器的热噪声进一步降低,因此,量子噪声将成为在全频段限制引力波探测器灵敏度的首要因素。作为目前最有保障的一种降低量子噪声的技术,频率相... 随着技术的发展,下一代引力波探测器的激光功率将得到进一步提高。大光斑半径的应用也将使探测器的热噪声进一步降低,因此,量子噪声将成为在全频段限制引力波探测器灵敏度的首要因素。作为目前最有保障的一种降低量子噪声的技术,频率相关压缩态很可能将被应用于下一代所有引力波探测器中^([1])。频率相关压缩态可以通过将频率不相关压缩态与滤波腔相结合而产生。基于滤波腔具有的频率响应特性,这一技术的应用可以使低频波段的辐射压噪声有效降低,同时实现高频波段散粒噪声的降低,从而实现全探测频段灵敏度的提升。基于日本KAGRA引力波探测器的设计,我们预计将9dB压缩度的压缩态与周损失为8×10^(-5)的300m滤波腔相结合,可以使探测器灵敏度在全探测频段提高1倍。此实验于2015年开始,目前滤波腔的安装调试已经基本完成,得到的结果基本与实验前的模拟相符合。与频率不相关压缩态光学实验台的安装过程也已经过半,通过温度和控制回路的调制,二次谐波腔的转化率已经超过50%。 展开更多
关键词 引力波 引力波探测器 量子噪声 压缩态
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KAGRA引力波探测器中蓝宝石测试镜光学性质研究 被引量:3
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作者 李鹏博 ZEIDLER Simon +2 位作者 LEONARDI Matteo 王浩宇 朱宗宏 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期39-51,共13页
低温制冷技术是下一代激光干涉仪引力波探测器的核心技术之一.日本引力波探测器KAGRA(Kamioka Gravitational Wave Detector)作为该技术的前沿开拓者,将运行在20 K的超低温环境中,并使用在低温下热噪声较低的单晶蓝宝石晶体作为测试镜.... 低温制冷技术是下一代激光干涉仪引力波探测器的核心技术之一.日本引力波探测器KAGRA(Kamioka Gravitational Wave Detector)作为该技术的前沿开拓者,将运行在20 K的超低温环境中,并使用在低温下热噪声较低的单晶蓝宝石晶体作为测试镜.然而,高质量大尺寸低吸收率的蓝宝石晶体极难制备.此外,由于蓝宝石晶体存在晶格结构不均匀,很容易导致不必要的双折射效应,从而影响探测器的目标灵敏度.基于上述问题,开发了两套大尺寸光学测量系统,首次系统研究了KAGRA低温蓝宝石测试镜的光学特性.首先,根据探测器对测试镜热噪声的要求,开发了一套基于光热共光路干涉技术的光学测量系统,该系统可对测试镜以及测试镜表面涂层的光学吸收进行有效的表征.其次,基于光学吸收测量系统,开发了一套双折射效应测量系统,该系统可以有效表征测试镜中双折射的均匀性.目前两套测量系统的搭建与调试已完成,对蓝宝石测试镜光学吸收的测量灵敏度达到了1.5 ppm/cm,双折射测量系统的空间分辨率小于0.3 mm×0.3 mm.该工作对降低大尺寸低温测试镜双折射效应及提高探测器灵敏度具有重要意义. 展开更多
关键词 引力波:探测器 热噪声 双折射
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小型引力波天线隔振装置研究
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作者 彭竑 黄列文 胡恩科 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1990年第4期137-140,共4页
本文对三级隔振装置进行了研究,该隔振装置是为23kg小型引力波捧状天线而设计制造的。分析表明,该隔振装置的透过率在5000Hz处为10^(-18)量级,满足引力波天线的隔振要求。
关键词 引力波探测器 天线 隔振装置
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Study of bonding layer for integrated structure of space gravitational wave detector telescope
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作者 ZHAO Hong-chao LIU Chang +2 位作者 ZHOU Wen-ke ZHU Han-bin CHEN Wen-duo 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期715-724,共10页
To detect space gravitational waves in the extremely low-frequency band,the telescope and optic-al platform require high stability and reliability.However,the cantilevered design presents challenges,espe-cially in the... To detect space gravitational waves in the extremely low-frequency band,the telescope and optic-al platform require high stability and reliability.However,the cantilevered design presents challenges,espe-cially in the glass-metal hetero-bonding process.This study focuses on the analysis and experimental re-search of the bonding layer in the integrated structure.By optimizing the structural configuration and select-ing suitable bonding processes,the reliability of the telescope system is enhanced.The research indicates that using J-133 adhesive achieves the best performance,with a bonding layer thickness of 0.30 mm and a metal substrate surface roughness of Ra 0.8.These findings significantly enhance the reliability of the optical sys-tem while minimizing potential risks. 展开更多
关键词 space gravitational-wave detector integrated structure glass-metal hetero-bonding
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利用径向力平衡飞行控制的航天器高精度轨道捕获方法
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作者 孟云鹤 侯佳睿 罗宇飞 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期27-35,共9页
为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行... 为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行控制理论,构建轨道捕获的最优控制策略。考虑推力器的推力水平,通过一次或多次的控制过程,实现对轨道形状、轨道高度及轨道相位的综合调整。数值仿真表明:利用平衡飞行的轨道控制方法,配置微小推力器的空间引力波探测器可以实现高精度的轨道捕获;该方法具有控制过程可解析、计算量小、简便、实用等特点。 展开更多
关键词 空间引力波探测器 连续推力 平衡飞行 轨道捕获 最优控制
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本期“量子信息”专栏评述
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作者 专栏编委会 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期321-321,共1页
评“一维光声晶体微腔中实现声学量子态探测的关键技术”从20世纪80年代开始,伴随着引力波探测器(LIGO)等大项目启动,量子光学步入了快速发展时期。21世纪以来,以量子计算、量子通信和量子精密测量为代表的第二次量子革命兴起,更是极大... 评“一维光声晶体微腔中实现声学量子态探测的关键技术”从20世纪80年代开始,伴随着引力波探测器(LIGO)等大项目启动,量子光学步入了快速发展时期。21世纪以来,以量子计算、量子通信和量子精密测量为代表的第二次量子革命兴起,更是极大促进了量子光学技术的进步,单光子探测器、单光子源、压缩光源及腔量子电动力学等技术纷纷走向成熟。量子光学的发展,让我们对光的操控和探测能力达到了前所未有的程度,利用光作为探测器,可以对时间、距离、频率等进行超高精度的检测。 展开更多
关键词 腔量子电动力学 量子光学 量子计算 量子态 单光子源 单光子探测器 量子通信 引力波探测器
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