激光器支持某些被稱為"特征模式"的光的結構。一個由引力波、元表面和光子學專家組成的國際合作組織開創(chuàng)了一種新方法,以前所未有的靈敏度測量這些特征模式的數(shù)量。在引力波探測器中,幾對鏡子被用來增加沿著探測器的大臂儲存的激光量。
然而,這幾對鏡子中的每一對都有微小的畸變,會將光從激光束的完美形狀中散射出去,這種散射會在探測器中造成多余的噪音,限制了靈敏度,并最終迫使儀器關閉。
圖1:被測試的激光特征模式的假彩色圖像。顏色表示光的相位。紅色是0度,藍色是180度
從最近提交的研究報告中,Andreas Freise教授(來自阿姆斯特丹Vrije大學)說:"像LIGO、Virgo和KAGRA這樣的引力波探測器儲存了巨大的光功率--在這項工作中,我們想測試一個想法,讓我們放大激光束,尋找可能限制探測器靈敏度的功率的小擺動。"
在電信行業(yè)中也遇到了類似的問題,科學家們希望使用多種特征模式來沿著光纖傳輸更多數(shù)據(jù)。OzGrav研究員和主要作者Aaron Jones博士(西澳大利亞大學)解釋說。"鉆研電信方向的科學家已經(jīng)開發(fā)了一種使用簡單儀器測量特征模式的方法,但它對我們的目的來說不夠敏感。我們有了使用超表面的想法,并聯(lián)系了可以幫助我們制造超表面的合作者。"
圖2:研究人員使用的儀器示意圖。 f是鏡頭的焦距
在這項研究中,該團隊開發(fā)的概念驗證裝置比電信科學家開發(fā)的原始方法敏感1000倍以上。研究人員現(xiàn)在將尋求把這項工作轉化為引力波探測器,在那里,額外的精度將被用來探測中子星的內部,并測試廣義相對論的基本極限。
OzGrav首席研究員趙教授(來自西澳大利亞大學)說:"如果我們要了解中子星的內部,解決未來引力波探測器的模式感應問題是至關重要的。"
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