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Fault diagnosis method of link control system for gravitational wave detection 被引量:1
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作者 GAO Ai XU Shengnan +2 位作者 ZHAO Zichen SHANG Haibin XU Rui 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE CSCD 2024年第4期922-931,共10页
To maintain the stability of the inter-satellite link for gravitational wave detection,an intelligent learning monitoring and fast warning method of the inter-satellite link control system failure is proposed.Differen... To maintain the stability of the inter-satellite link for gravitational wave detection,an intelligent learning monitoring and fast warning method of the inter-satellite link control system failure is proposed.Different from the traditional fault diagnosis optimization algorithms,the fault intelligent learning method pro-posed in this paper is able to quickly identify the faults of inter-satellite link control system despite the existence of strong cou-pling nonlinearity.By constructing a two-layer learning network,the method enables efficient joint diagnosis of fault areas and fault parameters.The simulation results show that the average identification time of the system fault area and fault parameters is 0.27 s,and the fault diagnosis efficiency is improved by 99.8%compared with the traditional algorithm. 展开更多
关键词 large scale multi-satellite formation gravitational wave detection laser link monitoring fault diagnosis deep learning
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太极二号干涉仪系统噪声与指标分解
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作者 刘河山 王娟 +5 位作者 高瑞弘 齐克奇 王少鑫 李磐 高雪荣 罗子人 《空间科学学报》 北大核心 2025年第4期1047-1057,共11页
空间引力波探测太极计划是中国科学院发起的mHz频段引力波探测任务,由围绕太阳旋转的三颗卫星组成等边三角形,星间距3×10^(6)km,通过激光差分干涉方法实现卫星间pm级位移波动测量.作为太极计划“三步走”战略的承上启下的关键环节... 空间引力波探测太极计划是中国科学院发起的mHz频段引力波探测任务,由围绕太阳旋转的三颗卫星组成等边三角形,星间距3×10^(6)km,通过激光差分干涉方法实现卫星间pm级位移波动测量.作为太极计划“三步走”战略的承上启下的关键环节,太极二号将全面验证太极计划的各项关键技术.太极二号卫星构型与太极三号相同,激光干涉系统作为核心测量手段,需达到30 pm·Hz^(-1/2)的噪声水平.本文从顶层指标出发,逐步分解各子系统噪声指标及关键参数,包括激光器、干涉仪光学平台、相位计、望远镜、呼吸角补偿机构等.研究结果可为太极二号后续工程任务的指标划分奠定理论基础. 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光干涉系统 噪声分解 干涉仪光学平台
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望远镜指向抖动与波前畸变耦合的仿真分析(特邀)
3
作者 王鹏 张洪霄 +1 位作者 林旭东 李明 《光子学报》 北大核心 2025年第2期50-57,共8页
现有的模型中耦合噪声的提取方法精度不足,提出采用精度更高且速度较快的差分进化算法提取耦合噪声。基于该方法并结合蒙特卡洛仿真给出了满足噪声指标1 pm/Hz^(1/2)和10 pm/Hz^(1/2)@0.1 mHz~1 Hz时的望远镜出瞳波前质量与指向抖动指标... 现有的模型中耦合噪声的提取方法精度不足,提出采用精度更高且速度较快的差分进化算法提取耦合噪声。基于该方法并结合蒙特卡洛仿真给出了满足噪声指标1 pm/Hz^(1/2)和10 pm/Hz^(1/2)@0.1 mHz~1 Hz时的望远镜出瞳波前质量与指向抖动指标,为后期望远镜的制造与指向操控系统提供了理论基础。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星间激光干涉 望远镜 波前畸变 指向抖动
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面向多频段激光强度噪声抑制的低噪声光电探测技术研究
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作者 张震 郭长磊 《光子学报》 北大核心 2025年第2期98-111,共14页
立足于空间引力波探测对NPRO激光器多频段强度噪声的抑制需求,设计完成一款可用于实现NPRO激光器毫赫兹频段强度噪声和中频段弛豫振荡峰同时探测的低噪声光电探测器。该光电探测器采用零漂移运算放大器与高速运算放大器相结合的电路拓... 立足于空间引力波探测对NPRO激光器多频段强度噪声的抑制需求,设计完成一款可用于实现NPRO激光器毫赫兹频段强度噪声和中频段弛豫振荡峰同时探测的低噪声光电探测器。该光电探测器采用零漂移运算放大器与高速运算放大器相结合的电路拓扑结构实现毫赫兹频段内低探测噪声的同时具备15 MHz的探测带宽。该光电探测器的噪声在0.1 m Hz~1Hz频段内的绝对噪声水平低于1×10^(-7)V/Hz^(1/2),在100 k Hz~1 MHz内绝对噪声水平低于2×10^(-8)V/Hz^(1/2)。实测结果显示在0.1 m Hz~1 Hz频段内的绝对噪声水平低于1×10^(-6)V/Hz^(1/2),在100 k Hz~1 MHz内绝对噪声水平低于5×10^(-8)V/Hz^(1/2)。实际噪声水平可满足空间引力波项目对NPRO激光器毫赫兹频段内强度噪声和中频段弛豫振荡峰的探测需求,可用于相关噪声抑制实验研究。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光强度噪声 光电探测技术 主动噪声抑制 噪声分析
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空间引力波探测卫星无拖曳控制系统微扰动机理建模研究(特邀)
5
作者 杨政霖 李青 +4 位作者 邓少龙 王晨 张照国 刘磊 马彩文 《光子学报》 北大核心 2025年第2期15-31,共17页
以“天琴三号”概念卫星为研究对象,从力热控三个方面建立微扰动数学模型,并基于有限元方法建立卫星平台扰动传递函数模型,构建无拖曳系统微扰动集成仿真框架,仿真分析各微扰源对激光精密指向系统的影响。仿真结果表明,无拖曳系统微扰... 以“天琴三号”概念卫星为研究对象,从力热控三个方面建立微扰动数学模型,并基于有限元方法建立卫星平台扰动传递函数模型,构建无拖曳系统微扰动集成仿真框架,仿真分析各微扰源对激光精密指向系统的影响。仿真结果表明,无拖曳系统微扰动引起的精密指向系统开环角度响应在10^(-8)~10^(-7)rad量级,其中,微推力器扰动起主要作用。因此,在设计空间引力波探测卫星的控制系统时,需要考虑无拖曳系统扰动对激光精密指向系统的影响,并且对微推力器扰动进行抑制。 展开更多
关键词 引力波探测 无拖曳系统 微振动 激光指向抖动噪声 集成建模
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激光外差干涉皮米级平动测量技术研究
6
作者 徐欣 林湫童 +3 位作者 穆衡霖 李子墨 李岩 谈宜东 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期535-546,共12页
针对空间引力波探测中星内检验质量的高灵敏测量需求,构建了激光外差干涉测量地面模拟系统,开展皮米级平动测量技术研究。首先,开展真空环境下激光外差干涉测量系统的平动灵敏度测试。接着,根据灵敏度结果开展激光外差干涉测量系统噪声... 针对空间引力波探测中星内检验质量的高灵敏测量需求,构建了激光外差干涉测量地面模拟系统,开展皮米级平动测量技术研究。首先,开展真空环境下激光外差干涉测量系统的平动灵敏度测试。接着,根据灵敏度结果开展激光外差干涉测量系统噪声溯源研究,分析多种噪声源作用机理、探索主导噪声源消减方案。最后,在噪声溯源分析的基础上完成激光外差干涉测量系统优化。测试结果表明平动测量灵敏度优于1 pm/Hz^(1/2)@30 mHz-1 Hz。该研究有望为空间引力波探测中皮米级激光干涉测量技术的进一步发展提供可靠的噪声溯源地面测试平台。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光外差干涉 皮米级灵敏度 超精密测量
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太极计划星间激光通信测距的伪随机码选取
7
作者 陈沛权 邓汝杰 +4 位作者 张艺斌 李磐 齐克奇 刘河山 罗子人 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期547-556,共10页
太极计划拟通过扩频通信技术,在干涉链路的基础上,实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步,需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列... 太极计划拟通过扩频通信技术,在干涉链路的基础上,实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步,需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列与Weil序列的生成原理,并采用不同的硬件结构和方法生成相应的伪随机序列,采用GPS的C/A码作为Gold序列与Weil序列进行比较分析选取。在FPGA开发平台实现用于生成Gold序列和Weil序列的硬件电路,并分析不同硬件实现方法的优劣与资源消耗情况。然后,分别计算Gold序列与Weil序列的相关值及其均方根误差,比较Gold序列与Weil序列的伪随机噪声性能。最后,基于测距原理和激光干涉后的码间串扰现象,构建用于测距的误差函数,与理想的误差函数作对比,分析用不同伪随机码测距的优势和劣势。数据表明:Weil序列相关值的旁瓣值范围为-60.27 dB至-24.01 dB、自相关rms为0.303、互相关rms为0.307,指标均优于Gold序列,消耗的硬件资源为Gold序列的30%,误差函数的偏差值更小。Weil序列更适合于太极计划的星间通信测距需求。 展开更多
关键词 空间引力波探测 伪随机码 激光测距 扩频通信
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激光频率波动对空间引力波探测激光干涉测量的影响分析 被引量:1
8
作者 刘宇 张玉珠 +4 位作者 彭晓东 赵梦园 杨震 唐文林 强丽娥 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期179-188,共10页
空间引力波探测激光干涉测量系统噪声是决定探测任务成败的关键因素.激光频率噪声是最重要的噪声之一,有必要分析激光频率波动对测量结果的影响和各参数的变化对测量结果影响的百分比(重要程度).由于在地面难以模拟空间环境,仿真分析是... 空间引力波探测激光干涉测量系统噪声是决定探测任务成败的关键因素.激光频率噪声是最重要的噪声之一,有必要分析激光频率波动对测量结果的影响和各参数的变化对测量结果影响的百分比(重要程度).由于在地面难以模拟空间环境,仿真分析是理想的实验手段.基于空间引力波探测激光干涉测量仿真系统,分析了自由运行激光器激光频率波动对其中的科学干涉仪、参考干涉仪和TM干涉仪模型造成的测量误差,并运用直接求导法和Sobol法两种灵敏度分析方法对三种干涉仪模型输出的影响和重要程度进行灵敏度分析.结果表明自由运行激光器激光频率波动造成的干涉仪测量结果变化远大于皮米量级.在本文实验条件下,测量光频率波动对三种干涉仪输出的重要程度分别为100%,56%,54%,参考光频率波动对三种干涉仪输出的重要程度分别为0%,44%,46%. 展开更多
关键词 引力波探测 空间激光干涉 激光干涉仿真 激光频率噪声 灵敏度分析
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基于铌酸锂晶体的光束精密指向控制技术研究(特邀)
9
作者 赵卫岗 呼新荣 +2 位作者 葛锦蔓 刁文婷 冯野 《光子学报》 北大核心 2025年第2期39-49,共11页
系统对比分析现有光束指向控制技术,提出了一种基于铌酸锂晶体的高精度电光光束指向控制方法。采用光轴对称结构,有效降低了电光晶体系统的有效热光系数,显著提升了器件的环境适应性能。数值计算和物理仿真证明了光束偏转的可行性。器... 系统对比分析现有光束指向控制技术,提出了一种基于铌酸锂晶体的高精度电光光束指向控制方法。采用光轴对称结构,有效降低了电光晶体系统的有效热光系数,显著提升了器件的环境适应性能。数值计算和物理仿真证明了光束偏转的可行性。器件完成封装后,利用Zygo干涉仪测得器件中心通光区域的透射波像差RMS为0.2λ(λ=632.8 nm),红外电荷耦合器件图像传感器角度测量法,测得系统在15 kV电压下的最大光束偏转角度为1.88 mrad。实验结果证明了该器件设计的有效性和可行性,为基于铌酸锂晶体的高精度光束偏转器件的研发奠定了基础,同时为星间激光干涉系统的半物理地面验证实验提供了关键技术储备。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光干涉测量 光束指向控制 电光晶体 半物理地面验证
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基于双层同步优化策略的星载单锁臂控制器设计方法
10
作者 苏士豪 马龙 +3 位作者 赵欣怡 邵勇斌 尹绪涛 辛明 《光子学报》 北大核心 2025年第2期85-97,共13页
针对单锁臂结构的控制器设计问题,提出了一种双层同步优化策略,在优化控制器结构的同时设计零极点取值。该方法引入延迟裕度作为后验条件,确保系统在航天器轨道周期内的稳定性,结合控制系统的绝对稳定性和相对稳定性约束,建立控制器结... 针对单锁臂结构的控制器设计问题,提出了一种双层同步优化策略,在优化控制器结构的同时设计零极点取值。该方法引入延迟裕度作为后验条件,确保系统在航天器轨道周期内的稳定性,结合控制系统的绝对稳定性和相对稳定性约束,建立控制器结构优化层和参数优化层之间的反馈循环,借助非线性优化算法同步优化控制器结构及参数,在仅需20 dB增益的情况下实现了较高的激光频率噪声抑制比。结果表明,所设计的控制器可使激光频率噪声在0.01 Hz~0.1 mHz频段被抑制5到6个数量级,在0.01 Hz~1 Hz频段被抑制2到3个数量级,满足引力波探测的噪声抑制需求。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光频率噪声抑制 单锁臂控制 双层优化策略 延迟裕度
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空间引力波探测器中的锁臂控制器设计
11
作者 张祎 李明哲 +3 位作者 王童 沈玉霖 杨杰 辛明 《光子学报》 北大核心 2025年第2期71-84,共14页
由于引力波信号非常微弱,需要对引力波探测器中激光系统的频率噪声及强度噪声等进行抑制才能满足引力波探测要求,激光锁臂则是抑制激光频率噪声的关键技术之一。将逆向设计思想引入到激光锁臂控制器的优化设计中,具体采用分层式结构,利... 由于引力波信号非常微弱,需要对引力波探测器中激光系统的频率噪声及强度噪声等进行抑制才能满足引力波探测要求,激光锁臂则是抑制激光频率噪声的关键技术之一。将逆向设计思想引入到激光锁臂控制器的优化设计中,具体采用分层式结构,利用多参数协同优化方式,对科学频段内(0.1 mHz~1 Hz)不同频率处的激光频率噪声抑制比进行协同优化。理论建模分析结果表明:优化后的控制器不仅可以提升激光频率噪声抑制效果,还能大幅度提高引力波信号相对于激光频率噪声及其他技术噪声的信噪比。相关研究成果可推广应用到其他架构的噪声耦合锁臂控制器的优化设计中。 展开更多
关键词 引力波探测 锁臂 激光频率噪声抑制 逆向设计 反馈控制
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空间应用激光薄膜元件研究进展 被引量:1
12
作者 王志皓 王胭脂 +2 位作者 沈自才 贺洪波 邵建达 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期13-22,共10页
随着空间激光技术的不断进步,空间激光系统逐渐向更短应用波长、更长使用寿命、更高应用轨道等方向发展,对薄膜元件提出了更高的性能要求。本文综述国内外主要空间激光器的发展方向,在空间激光系统研制过程中薄膜元件的真空、高低温、... 随着空间激光技术的不断进步,空间激光系统逐渐向更短应用波长、更长使用寿命、更高应用轨道等方向发展,对薄膜元件提出了更高的性能要求。本文综述国内外主要空间激光器的发展方向,在空间激光系统研制过程中薄膜元件的真空、高低温、质子辐射、伽马射线辐射等空间环境损伤效应,以及使役条件(即空间与激光耦合作用)下薄膜的性能演化机理。介绍在高性能空间激光薄膜元件研制技术方面的新进展,结合空间引力波探测、深空探测等未来发展方向对空间激光薄膜元件提出了展望。 展开更多
关键词 空间激光 空间辐射 激光薄膜 引力波探测 深空
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面向TDI技术地面验证的激光干涉仪本底噪声分析
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作者 左凌云 师浩森 +2 位作者 姚远 蒋燕义 马龙生 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期649-658,共10页
在空间引力波探测中,由于星间激光干涉臂不等,导致激光频率噪声不能共模消除,从而使微弱的引力波信号被激光频率噪声淹没。时间延迟干涉(TDI)技术通过将激光相位数据在时间上延迟,构成虚拟等臂干涉,从而能减小激光频率噪声对引力波信号... 在空间引力波探测中,由于星间激光干涉臂不等,导致激光频率噪声不能共模消除,从而使微弱的引力波信号被激光频率噪声淹没。时间延迟干涉(TDI)技术通过将激光相位数据在时间上延迟,构成虚拟等臂干涉,从而能减小激光频率噪声对引力波信号探测的影响。为了在地面验证TDI技术能够将激光频率噪声对引力波探测的影响降低至3×10^(-7) Hz/√Hz(傅里叶频率1 mHz处),需要分析TDI地面验证系统本底噪声的主要来源。通过实验测量和计算分析,提出了面向TDI技术地面验证的激光干涉仪的重要参数设计要求,包括激光干涉臂的臂长差、激光频率稳定度、气压稳定度、激光功率稳定度以及各部件温度稳定度等。 展开更多
关键词 激光技术 空间引力波探测 激光干涉仪噪声分析 时间延迟干涉 激光频率噪声
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月基激光干涉仪引力波天文台
14
作者 牛家树 王运永 +3 位作者 边星 韦联福 霍红庆 张晓敏 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2024年第2期203-223,共21页
引力波是广义相对论的重要预言,引力波探测是当代物理学最活跃的前沿领域之一。引力波的发现使引力波天文学完成了从寻找引力波到研究引力波这一历史性转折,开创了引力波天文学蓬勃发展的新时代。以地球为基地的激光干涉仪引力波天文台... 引力波是广义相对论的重要预言,引力波探测是当代物理学最活跃的前沿领域之一。引力波的发现使引力波天文学完成了从寻找引力波到研究引力波这一历史性转折,开创了引力波天文学蓬勃发展的新时代。以地球为基地的激光干涉仪引力波天文台和空间引力波探测器在世界各地迅速地发展起来。随着探月工程的开展,以月球为基地的激光干涉仪引力波天文台的建造也越来越引起人们的关注。该文对月基激光干涉仪引力波天文台进行了简介:首先回顾其历史、陈述其有利条件及探测器基本参数和光学结构,展望其未来的发展前景。 展开更多
关键词 引力波 引力波探测 月球基地 激光干涉仪
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空间引力波探测望远镜初步设计与分析 被引量:32
15
作者 王智 沙巍 +5 位作者 陈哲 王永宪 康玉思 罗子人 黎明 李钰鹏 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期132-151,共20页
引力波的直接观测已开启引力波天文学的新篇章,爱因斯坦的百年预言终获证实。空间引力波探测器使得探测0.1 m Hz^1 Hz频段丰富的引力波源成为可能,与地面引力波探测器互为补充,才可实现更加宽广波段的引力波探测,揭开宇宙早期的更多秘... 引力波的直接观测已开启引力波天文学的新篇章,爱因斯坦的百年预言终获证实。空间引力波探测器使得探测0.1 m Hz^1 Hz频段丰富的引力波源成为可能,与地面引力波探测器互为补充,才可实现更加宽广波段的引力波探测,揭开宇宙早期的更多秘密。空间激光干涉引力波探测采用外差干涉测量技术,测量间距百万公里的两自由悬浮测试质量间10 pm量级的变化量。望远镜是激光干涉测量系统的重要组成部分,1 pm的光程稳定性及苛刻的杂散光要求,不同于传统的几何成像望远镜。本文根据空间太极计划任务需求,对望远镜的功能及技术要求进行了分析,并完成了原理样机的初步方案设计,针对百万公里远场波前分布,分析了望远镜系统的敏感性,同时完成了在轨光机热集成仿真,为后面原理样机的研制奠定了技术基础。 展开更多
关键词 望远镜 空间引力波探测 空间太极计划 LISA 激光干涉测量系统
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空间激光干涉引力波探测 被引量:87
16
作者 罗子人 白姗 +18 位作者 边星 陈葛瑞 董鹏 董玉辉 高伟 龚雪飞 贺建武 李洪银 李向前 李玉琼 刘河山 邵明学 宋同消 孙保三 唐文林 徐鹏 徐生年 杨然 靳刚 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期415-447,共33页
为印证广义相对论和开拓引力波天文学窗口,引力波探测是当前国际研究热点.本文围绕空间激光干涉引力波探测,对其科学意义、发展状况、关键技术等进行了回顾.与地面激光干涉引力波探测相比,空间探测的工作频段更低,从104~10Hz,在工作距... 为印证广义相对论和开拓引力波天文学窗口,引力波探测是当前国际研究热点.本文围绕空间激光干涉引力波探测,对其科学意义、发展状况、关键技术等进行了回顾.与地面激光干涉引力波探测相比,空间探测的工作频段更低,从104~10Hz,在工作距离为百万公里量级上,预计能探测到双致密星系统、超大质量比双黑洞绕转系统、中等质量比双黑洞绕转系统,以及星系合并引起的超大质量黑洞并合等波源.为此,测距精度须达到皮米的量级,并且保证测距技术有效工作的无拖曳航天技术亦有很高的要求.本文以欧洲的空间激光引力波探测计划为例,主要对上述两项技术进行分析和阐述,并展望了空间引力波探测在我国的发展趋势和前景. 展开更多
关键词 引力波探测 激光干涉测距系统 无拖曳航天技术 惯性传感器 微推进器 引力波天文学
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空间引力波探测中的绝对距离测量及通信技术 被引量:19
17
作者 刘河山 高瑞弘 +1 位作者 罗子人 靳刚 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期486-492,共7页
空间引力波探测任务中,由于干涉臂臂长的巨大差异,激光频率不稳定噪声成为系统最大的噪声源之一。需采用Pound-Drever-Hall锁腔、锁臂和TDI(Time Delay Interferometer)技术三级联合,将此噪声压制到10^-6 Hz^1/2量级,才能使得频率噪声... 空间引力波探测任务中,由于干涉臂臂长的巨大差异,激光频率不稳定噪声成为系统最大的噪声源之一。需采用Pound-Drever-Hall锁腔、锁臂和TDI(Time Delay Interferometer)技术三级联合,将此噪声压制到10^-6 Hz^1/2量级,才能使得频率噪声低于散粒噪声。而实现TDI技术需要准确测量卫星间的绝对距离和星间通信。本文以空间引力波探测中的绝对距离测量和通信技术为背景,详细阐述此项技术的实现原理和方法。拟通过EOM(Electro-Optic Modulator)将测距伪随机码和通信码调制至主激光相位中,再传输至远端航天器。在远端航天器通过锁相环和延迟环组成的解调系统计算伪随机码的时间延迟,进而解析出卫星间的绝对距离和通信信息。相关结论可为未来的验证实验奠定理论和技术基础,同时为我国未来空间引力波探测的相关技术发展提供一定参考。 展开更多
关键词 空间引力波探测 绝对距离测量 激光通信
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中国空间引力波探测“太极计划”及“太极1号”在轨测试 被引量:71
18
作者 罗子人 张敏 +2 位作者 靳刚 吴岳良 胡文瑞 《深空探测学报》 2020年第1期3-10,共8页
我国空间引力波探测“太极计划”将打开中低频段(0.1 mHz^1 Hz)的引力波观测窗口,为人类研究宇宙起源与演化、黑洞起源与演化、引力本质、暗能量和暗物质等提供全新的方法和手段。由于空间引力波探测涉及一系列关键技术,太极计划提出了... 我国空间引力波探测“太极计划”将打开中低频段(0.1 mHz^1 Hz)的引力波观测窗口,为人类研究宇宙起源与演化、黑洞起源与演化、引力本质、暗能量和暗物质等提供全新的方法和手段。由于空间引力波探测涉及一系列关键技术,太极计划提出了“单星”“双星”和“三星”3步走的发展路线图。目前“单星”计划——“太极1号”发射成功,并圆满完成了第一阶段的在轨测试。本文将简要介绍空间引力波探测的科学价值、国内外背景和关键技术分解,重点对太极计划及其3步走发展规划进行分析,并提出后续工作的一些设想和发展建议。 展开更多
关键词 空间引力波探测 太极计划 星间激光干涉测距系统 无拖曳控制系统 引力波天文学
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星间激光干涉测量技术 被引量:8
19
作者 段会宗 骆颖欣 +9 位作者 张静怡 明珉 颜浩 朱凡 肖青 李萌 曹斌 李涛 王智钊 叶贤基 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期162-177,共16页
近年来迅速发展的空间引力波探测、卫星重力测量、深空探测等空间任务需求,对超远距离、超高精度星间激光干涉测量技术提出了极具挑战性的技术要求。在典型的空间引力波探测中,要求在百万千米(10^(9)m)距离上达到皮米(10^(-12)m)量级的... 近年来迅速发展的空间引力波探测、卫星重力测量、深空探测等空间任务需求,对超远距离、超高精度星间激光干涉测量技术提出了极具挑战性的技术要求。在典型的空间引力波探测中,要求在百万千米(10^(9)m)距离上达到皮米(10^(-12)m)量级的激光干涉测量精度。本文根据空间任务中对星间激光干涉测量的需求,介绍了星间激光干涉测量系统的总体构成,并讨论了测量系统中的各项关键技术:空间应用型激光器技术、超稳光学平台、稳频技术、精密相位测量与超低功率弱光锁相技术、星间激光快速捕获、跟踪与超精密光束指向测控技术等,以及目前的技术发展现状。星间激光干涉测量技术能力的提高,将能够满足更广泛的空间任务需求并大幅推进空间任务的进一步发展。 展开更多
关键词 激光干涉 星间激光测距 星载激光 引力波探测 空间任务
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面向毫赫兹频段激光强度噪声抑制的低噪声光电探测技术 被引量:6
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作者 郑立昂 李番 +8 位作者 王嘉伟 李健博 高丽 贺子洋 尚鑫 尹王保 田龙 杨文海 郑耀辉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期272-281,共10页
通过选定低噪声电压基准芯片作为光电二极管的稳定偏压,采用低暗电流光电二极管,设计外围跨阻放大电路,利用低温漂系数元件,温控及电磁屏蔽等,研发低噪声光电探测器,并通过低频段强度噪声评估系统对其噪声进行测试评估。实验结果表明:... 通过选定低噪声电压基准芯片作为光电二极管的稳定偏压,采用低暗电流光电二极管,设计外围跨阻放大电路,利用低温漂系数元件,温控及电磁屏蔽等,研发低噪声光电探测器,并通过低频段强度噪声评估系统对其噪声进行测试评估。实验结果表明:所研发的低噪声探测器在空间引力波频段的电子学噪声谱密度在1.649×10^(-5)V/Hz^(1/2)以下,在0.1 mHz处为1.649×10^(-5)V/Hz^(1/2),在1 mHz处为6.95×10^(-6)V/Hz^(1/2),在1 Hz处为7.07×10^(-8)V/Hz^(1/2);在8 mW激光入射光电二极管时,探测器抬高为40 dB。该探测器噪声性能均小于相应引力波探测中对激光强度噪声的要求,可为引力波探测中激光强度噪声抑制等方面提供关键器件支撑。 展开更多
关键词 激光放大器 空间引力波探测 光电探测 电压噪声表征 对数轴谱密度算法
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