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激光干涉引力波探测器——人类的宇宙助听器

1引言2016年2月11日,LIGO科学合作机构(LIGOScientific Collaboration)宣布[1],在爱因斯坦预言引力波整100周年之后,首次直接探测到引力波[2]。具体时间为2015年9月14日,LIGO在美国路易斯安那州和华盛顿州的两个探测器,探测到据信13亿年前两个分别为29和36倍太阳质量的黑洞合并的事件(GW150914)。在合并过程的最后不到一秒时间内,约三倍太阳的质量转化为引力波发射出来。但是,到达13亿光年之外的地球时,其产生的峰值应变仅为10-21,这相当于地球与太阳间的距离发生一个氢原子大小的改变。这么微弱的变化,被精密的大型激光干涉仪探测到,技术进步在科学研究中的重要作用显露无遗。除了进一步验证爱因斯坦的广义相对论的正确性,更为重要的,这次的发现开启了引力波天文学的新时代。在这之前,人类观测宇宙的手段均依赖于电磁波,引力波探测是我们获得的一种新能力。在宣布这个新发现时,LIGO的发言人说...  (本文共7页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》2016年05期
《国际学术动态》2006年04期
国际学术动态

微纳与智能测量的新进展

第7届国际测量技术与智能仪器研讨会(7thInternational Sym posium on M easurem ent Technologyand Intelligent Instrum ents,ISM TII2005)于2005年9月5~9日在英国H uddersfield召开。此次议由3个部分组成。9月5日举行“测量与仪器历史与未来前景报告会(Sem inar on H istory and FutureProspects in the Field of M easurem ent andInstrum entation),9月6~8日举行第7届国际测量技术与智能仪器研讨会,9月9日举行第1次中英双边精密测量与仪器学术研讨会(SIN O-U KW orkshop on M easurem ent and Instrum ents)。会议得到中国国家自然科学基金委员会(N SFC)、英国工程基金会(EPSR C)等的支...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科技创业家》2014年01期
科技创业家

激光干涉技术在硬度计量中的应用研究

硬度计量是力学计量的一个重要组成领域,旨在确定硬度块的硬度值,往往借助洛氏硬度来进行换算[1-2]。洛氏硬度即为具有一定规则形状的金光是压头或者钢球压头在外界压力的作用下,压入标准硬度块之后留下的压痕深度,由此可以看出硬度测量中存在很多不确定因素,其中压根深度的测量准确性影响压痕深度的准确性。激光干涉技术作为一项现代电子技术,可以在洛氏硬度测量的基准装置中起到降低压痕深度不确定度的作用,甚至可以将误差压缩至纳米级。通常来说,激光干涉装置由稳频激光源、偏振干涉仪、光电转换器和可逆计数器组成,通过一系列的测量和转换,数据在电脑端进行收集和计算,从而得出最终的硬度值。1激光干涉技术原理在激光干涉技术应用于测量硬度值时,其溯源标准是偏振干涉仪发射的激光波长值,稳频激光源将波长稳定的激光发射在偏振干涉仪之内,分光镜将激光分成两股,在经过一系列的传输之后,当这两束激光再次发生重合的时候,就会发生干涉现象,而激光的相位差也决定了干涉带的亮度。...  (本文共1页) 阅读全文>>

《物理实验》2009年12期
物理实验

激光干涉环干扰的排除方法及干涉环计数装置的设计

1引言用迈克耳孙干涉仪测量激光波长的实验,要求在黑暗的环境中眼睛长时间紧盯观测屏,对干涉环的涌出或陷入进行统计,易造成人眼睛疲劳而漏读或多读干涉环的个数,加大实验误差.比较强的激光会对人眼造成一定程度的伤害.因此,有文献报道了干涉环计数器.其基本原理为:由光电转换器对干涉环转换成幅值大小不一的电信号,经过放大、整形后送计数器计数[1-4].文献[1-4]中介绍的计数器存在以下不足:没有彻底排除各种干扰,致使转换后的模拟电信号幅值大小不一,经整形电路变换为数字信号时,转换电路的回差电压较小,抗干扰能力差;测量时难免产生轻微震动,可使计数器产生错误的计数.电路分立元件多,不易批量生产等.为了改正以上不足笔者,设计了模块化的激光干涉环计数装置.2几种主要干扰的产生及其危害2.1外界产生的干扰及其危害1)外界环境杂散光干扰产生的危害周围环境杂散光,照射到光电转换器上,产生干扰电信号.危害是:能够使干涉环计数器产生错误计数.2)轻微震动产...  (本文共5页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

激光干涉镜组热漂移系数测试系统设计

随着超精密工程与纳米技术的发展,激光干涉测量技术正在向亚纳米精度的方向发展。在超精密干涉测量应用中,干涉镜组的光路不对称性,镜组的光学热漂移都对激光干涉测量有很大影响。随着非共轴光路激光干涉镜组的出现,干涉镜组变得越来越复杂,在大幅抑制非线性误差的同时,镜组的热漂移包括光学热漂移和机械热漂移同样是影响干涉测量精度的主要因素。而相应的热漂移理论仿真仅能考虑热膨胀与折射率变化这两项因素,与镜组的实际热漂移存在一定的偏差,因此对激光干涉镜组的热漂移系数进行实际测试不仅能反映激光干涉镜组作为一个光机系统的整体热漂移,并且对超精密激光干涉测量迈向亚纳米测量精度提供了有力保障。本课题针对激光干涉镜组热漂移系数在测试过程中沿光学路径存在温度梯度和系统受外界空气扰动影响大等问题,设计一种具有温度均变性的低温度梯度热结构,研究基于模型预测控制原理的激光干涉镜组热漂移测试系统温度控制算法,并搭建激光干涉镜组热漂移系数的测试系统,为镜组的热漂移提供一...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东师范大学
山东师范大学

基于科技馆展品设计—激光干涉衍射仪设计研究

随着科学的不断发展,科学技术的突飞猛进以及教育水平的提高,使得科技馆这一科普形式在当代社会发生了翻天覆地的变化,科技馆已成为我国社会科教事业的重要组成部分。科技馆由于能够让观众亲自动手参与,能够模拟再现科学探索过程,能够让观众获得直接经验而深受公众喜爱。展品是科技馆的灵魂,是实现科技馆展教功能的关键,然而,通过调研山东省内部分科技馆后发现科技馆在展品设计上仍存在某些不足。展品设计理念相似,造成创新性不足;在展品的选择和设计时,过于追求高新技术产品,而忽略了对基本学科知识的普及;科技馆光学展品的整体数目较多,但类别较少,并且原理多以反射类、和折射类为主,缺少展示光的干涉、衍射原理的展品。鉴于上述分析,本人决定设计一部借用激光相干性好、亮度高等特点,来展示光的干涉衍射特性的展品,填补光学类科技展品对激光技术使用的空白。本研究的研究过程如下:一、通过查阅和搜集大量的文献资料,总结分析了科技馆展品设计现状与困难。二、对山东省科技馆、潍坊...  (本文共54页) 本文目录 | 阅读全文>>