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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基于四棱锥传感器的波前检测仿真设计 被引量：6

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作者 陈欣扬 朱能鸿 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2006年第4期362-372,共11页

波前检测是天文望远镜自适应光学中的重要环节。四棱锥作为一种新型的波前检测元件,与其他传统的波前传感器相比,具有较高的灵敏度。特别是对于光干涉或拼接镜面望远镜而言,四棱锥波前传感器能够被用来检测子望远镜或子镜面之间的相对... 波前检测是天文望远镜自适应光学中的重要环节。四棱锥作为一种新型的波前检测元件,与其他传统的波前传感器相比,具有较高的灵敏度。特别是对于光干涉或拼接镜面望远镜而言,四棱锥波前传感器能够被用来检测子望远镜或子镜面之间的相对光程差,从而为干涉(或共相)的实现提供有效的检测信号。在分析四棱锥波前检测原理的基础上,阐述了单孔径条件下波前倾斜检测及双孔径干涉条件下相对光程差检测的软件仿真设计和阶段性成果,并简述了下一阶段的研究计划。 展开更多

关键词 天文观测设备与技术 自适应光学 光干涉 波前检测 软件仿真 四棱锥

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固体隙法布里-珀罗干涉仪成像特性仿真研究

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作者 潘海涛 陆家加 +4 位作者 龚秋成 王天才 朱亚军 张斌 谭中奇 《激光技术》 北大核心 2025年第3期356-362,共7页

法布里-珀罗(F-P)干涉仪多采用气体隙F-P腔结构,常受腔镜调节、稳定性、体积等因素的限制,为了解决上述问题,利用固体隙F-P腔结构进行了改进。基于多光束干涉理论对固体隙F-P干涉仪开展仿真研究,对各级次干涉条纹峰值位置和半峰全宽位... 法布里-珀罗(F-P)干涉仪多采用气体隙F-P腔结构,常受腔镜调节、稳定性、体积等因素的限制,为了解决上述问题,利用固体隙F-P腔结构进行了改进。基于多光束干涉理论对固体隙F-P干涉仪开展仿真研究,对各级次干涉条纹峰值位置和半峰全宽位置进行了求解,分析了固体隙F-P腔的腔长、反射率和介质折射率3个因素对固体隙F-P干涉仪的成像质量影响,并根据需求加工了一块16 mm厚的固体隙F-P腔样品。结果表明,1级条纹峰值位置偏差优于5个像素点,其它级次条纹偏差均优于2个像素点,两者吻合性较好。该工作初步验证了固体隙结构在干涉仪成像中的适用性和可扩展性,完成了固体隙F-P干涉仪的基础理论探索,并为固体隙F-P干涉仪的相关研发工作提供了参考。 展开更多

关键词 光学设计 光学检测 法布里-珀罗干涉仪 固体隙法布里-珀罗腔 多光束干涉理论

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恒星干涉仪延迟线系统地面随机振动响应分析 被引量：1

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作者 许明明 季杭馨 +2 位作者 徐腾 章华涛 吴桢 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期159-164,共6页

研究地面随机微振动对恒星干涉仪关键部件-光学延迟线系统性能的影响。利用美国蓝氏(Lansmont)集团生产的SAVER 3X型三轴振动仪实测地面随机振动信号,以输出的G加速度功率谱密度为激励,运用Workbench有限元分析软件计算该结构系统的随... 研究地面随机微振动对恒星干涉仪关键部件-光学延迟线系统性能的影响。利用美国蓝氏(Lansmont)集团生产的SAVER 3X型三轴振动仪实测地面随机振动信号,以输出的G加速度功率谱密度为激励,运用Workbench有限元分析软件计算该结构系统的随机振动响应;根据抛物镜面节点数据拟合出抛物镜面的Zernike多项式系数、抛物镜刚体平移量和抛物镜面PV和RMS值;将Zernike多项式系数导入光学系统中分析光学延迟线系统光学性能;最后利用ELCOWAT 3000电子自准直仪测量抛物镜刚体平移量,分析实际测量结果和计算理论结果偏差。分析计算结果与实验数据最大偏差7.6%,计算抛物镜面形RMS值为9.6 nm,PV值为46.1 nm,波前差为0.043λ。目前的光学延迟线的地面振动满足光学延迟线系统的稳定性要求。使用动态光学性能标准分析判断微振动对系统光学性能的影响程度,为恒星干涉仪其他子系统优化设计和隔振补偿措施提供参考。 展开更多

关键词 光学延迟线 地面随机振动 有限元分析 Zernike拟合 光学性能

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干涉仪量子增强相位精密测量的光子损耗鲁棒性 被引量：1

5

作者 李俊宏 冯夏宁 韦联福 《激光技术》 北大核心 2025年第2期159-165,共7页

为了提高光子光学干涉仪在光子损耗情形下的相位测量精度,以典型的twin-Fock态为例输入光子马赫-曾德尔干涉仪,对光子符合计数探测在光子损耗下的探测精度进行了理论研究。结果表明,相较于宇称测量,当使用光子对作为输入时,光子符合计... 为了提高光子光学干涉仪在光子损耗情形下的相位测量精度,以典型的twin-Fock态为例输入光子马赫-曾德尔干涉仪,对光子符合计数探测在光子损耗下的探测精度进行了理论研究。结果表明,相较于宇称测量,当使用光子对作为输入时,光子符合计数探测方案对光子损耗显示出更强的鲁棒性,基于光子符合计数探测的相位测量精度在相位位于π/4和π/2之间时可以非常接近于量子克拉美罗界。采用光子符合计数探测方案有助于在实际环境中实现超高精度的相位测量,从而为突破传统散粒噪声限制提供了可能性。 展开更多

关键词 量子光学 量子精密测量 马赫-曾德尔干涉仪 量子克拉美罗界 光子符合计数探测

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恒星干涉仪星光方向矫正伺服系统 被引量：1

6

作者 王正明 李再雄 许林生 《陕西天文台台刊》 CSCD 1998年第1期65-73,共9页

恒星干涉仪的关键技术之一是用自适应光学技术来调节两相干光束之间的夹角，以保证干涉条纹可见度的损失最小。在我们的恒星干涉仪实验系统中，光束方向矫正系统就是为这一目的而研制的．该系统中的光子计数系统和8098单板机的软、硬件... 恒星干涉仪的关键技术之一是用自适应光学技术来调节两相干光束之间的夹角，以保证干涉条纹可见度的损失最小。在我们的恒星干涉仪实验系统中，光束方向矫正系统就是为这一目的而研制的．该系统中的光子计数系统和8098单板机的软、硬件组成了补偿光束方向随大气扰动而变的系统．文章介绍了该伺服系统以及在实验系统联调时的试验结果。 展开更多

关键词 恒星干涉仪 光束方向矫正 伺服系统

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恒星光干涉仪倾斜镜系统的研制 被引量：2

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作者 孙后环 周必方 蒋筱如 《分析测试技术与仪器》 CAS 2000年第3期148-153,共6页

介绍了倾斜镜在恒星光干涉仪中的作用及倾斜镜系统的组成和工作原理 ,对倾斜镜系统中的AT89C5 1控制单元、高压驱动电源、压电陶瓷微位移装置 (PZT)以及倾斜镜的机械结构设计进行了详细的讨论 。

关键词 倾斜镜系统 PZT 结构设计 恒星光干涉仪

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光学干涉计量用共光路动态干涉仪光机结构设计

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作者 韩冬松 龚丹 +2 位作者 徐智 张子星 毕洲洋 《宇航计测技术》 CSCD 2016年第5期42-46,共5页

光学干涉计量方法具有一系列独特的优点,包括非接触、非破坏、髙精度和高灵敏度等,在生产和科学研究领域获得了广泛的应用。干涉仪作为检验光学系统、光学元件最准确最有效的工具之一,在光学计量方面发挥了重要作用。为了满足光学系统... 光学干涉计量方法具有一系列独特的优点,包括非接触、非破坏、髙精度和高灵敏度等,在生产和科学研究领域获得了广泛的应用。干涉仪作为检验光学系统、光学元件最准确最有效的工具之一,在光学计量方面发挥了重要作用。为了满足光学系统现场检验和恶劣环境下光学元件的高精度测量和连续的动态测量,需开展光学干涉计量用共光路动态干涉仪设计研究,本文针对光学干涉计量用共光路动态干涉仪开展光机结构设计研究。 展开更多

关键词 斐索型干涉仪 干涉检测 移相干涉原理 移相方式

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三角形干涉仪及其优化

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作者 张挥 徐家岩 +1 位作者 肖金宏 王正明 《陕西天文台台刊》 CSCD 1991年第2期95-101,共7页

从干涉法测定地球自转参数的基本原理和公式出发,推导出三面望远镜所形成的三角形,对测定地球自转参数的最佳形状是等边或等腰直角三角形。理论分析和实测计算都表明,利用三条基线的观测来求解地球自转的三个参数,比仅用两条基线的结果... 从干涉法测定地球自转参数的基本原理和公式出发,推导出三面望远镜所形成的三角形,对测定地球自转参数的最佳形状是等边或等腰直角三角形。理论分析和实测计算都表明,利用三条基线的观测来求解地球自转的三个参数,比仅用两条基线的结果,精度有明显的提高。这里所推导的公式和结论,不仅适合于射电天体测量、也完全适用于光学干涉测量。 展开更多

关键词 天体测量 地球自转 干涉仪

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恒星导星器设计的新方案

10

作者 徐家岩 王正明 王红旗 《陕西天文台台刊》 CSCD 1992年第2期121-125,共5页

恒星跟踪器是光干涉仪中的主要部分之一。简要介绍恒星跟踪器的一般情况和主要的设计原则,着重提出我国恒星干涉仪实验系统中将采用的—个新的方案。该方案的特点是两臂光束方向的检测置于光束合成器之后,并采用同一个检测系统。这有利... 恒星跟踪器是光干涉仪中的主要部分之一。简要介绍恒星跟踪器的一般情况和主要的设计原则,着重提出我国恒星干涉仪实验系统中将采用的—个新的方案。该方案的特点是两臂光束方向的检测置于光束合成器之后,并采用同一个检测系统。这有利于检测的准确性,并可降低对所用的多个光电倍增管一致性的要求。 展开更多

关键词 光学干涉仪 恒星跟踪器 设计

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天文光干涉仪定天镜装置及其伺服参数计算

11

作者 徐家岩 王正明 +1 位作者 肖金宏 王红旗 《陕西天文台台刊》 CSCD 1991年第2期106-110,共5页

光干涉仪采用带有地平式定天镜的集光装置,是能给出足够大天空覆盖的最佳配置形式。同时,对天体两个给定的坐标值,按方位列表给出定天镜法线的位置、速度和加速度的值。为光干涉仪样机和将来发展实用型光干涉仪的方案及其伺服控制提供... 光干涉仪采用带有地平式定天镜的集光装置,是能给出足够大天空覆盖的最佳配置形式。同时,对天体两个给定的坐标值,按方位列表给出定天镜法线的位置、速度和加速度的值。为光干涉仪样机和将来发展实用型光干涉仪的方案及其伺服控制提供依据。 展开更多

关键词 定天镜 伺服参数 光学干涉仪

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定天镜的伺服驱动原理

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作者 张竹恒 孙淑琴 《陕西天文台台刊》 CSCD 1996年第1期23-26,共4页

主要介绍恒星光干涉仪实验系统的定天镜伺服驱动原理．采用电细分和逐级升、降速的方法来减小定天镜在转动时的振动，提高定位、跟踪精度．由于应用了４００的电细分和１０００倍的传速比，步进电机的步距角达到０．００６４８°．

关键词 恒星光干涉仪 定天镜 伺服驱动 定位 跟踪

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光干涉仪恒星跟踪器的跟踪模式

13

作者 朱守红 《陕西天文台台刊》 CSCD 1993年第1期44-50,共7页

中国实验光干涉仪恒星跟踪器的硬件部分——光机电结构已经确定下来了。但是,它的软件部分——跟踪模式还没有确定下来。为了达到0″.2的星光方向跟踪精度。本文设计了一种新的跟踪模式:用步进方式实现捕获;用统计滤波方式实现跟踪;对... 中国实验光干涉仪恒星跟踪器的硬件部分——光机电结构已经确定下来了。但是,它的软件部分——跟踪模式还没有确定下来。为了达到0″.2的星光方向跟踪精度。本文设计了一种新的跟踪模式:用步进方式实现捕获;用统计滤波方式实现跟踪;对各类失锁情况具有自动修复功能。计算机模拟的结果表明,这种跟踪模式是可行的,在一般情况下能够达到要求的精度。 展开更多

关键词 光干涉仪 恒星 跟踪器 干涉仪

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基于ROACH2-GPU的集群相关器研究——X-engine模块的设计与实现 被引量：2

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作者 汪群雄 牛晨辉 +4 位作者 田海俊 吴锋泉 李吉夏 陈学雷 蒿杰 《天文研究与技术》 CSCD 2016年第2期219-227,共9页

随着射电干涉技术的不断提升,干涉阵列规模越来越大,观测能力逐渐增强,但随之而来的是超大数据的实时处理问题。针对该问题,结合射电干涉仪相关器在数据运算和传输等方面的需求以及射电干涉阵列信号的特征,研制了一套基于图形处理器集... 随着射电干涉技术的不断提升,干涉阵列规模越来越大,观测能力逐渐增强,但随之而来的是超大数据的实时处理问题。针对该问题,结合射电干涉仪相关器在数据运算和传输等方面的需求以及射电干涉阵列信号的特征,研制了一套基于图形处理器集群的通用相关器并用于"天籁计划"的数据处理:首先根据射电信号的关联计算特性,按频段将计算任务分配到不同图形处理器节点,并合理均衡各节点网络负载;然后由不同图形处理器节点独立完成各自的计算任务并将计算结果实时送往存储节点;最后按图形处理器集群通用相关器的设计方案成功安装部署系统并根据"天籁计划"一期的需求进行了性能测试。该图形处理器集群相关器计算性能约为理论峰值性能的46%;相对于传统方案的相关器,基于图形处理器集群的相关器具有开发周期短、可扩展性强、部署简单等优势。 展开更多

关键词 射电干涉仪 图形处理器相关器 图形处理器集群 数据实时处理 分频式计算

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现代Michelson恒星干涉仪精度要求的分析 被引量：1

15

作者 王正明 肖金宏 +2 位作者 徐家岩 何惠芳 李再雄 《天文学报》 CSCD 北大核心 1992年第1期75-86,共12页

本文根据现代Michelson恒星干涉仪的工作原理,分析了定天镜、光程补偿器、波前倾斜改正镜等仪器各部分的误差对干涉条纹可见度的影响,并讨论了消除某些仪器误差的办法。

关键词 恒星 干涉仪 精度

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基于ROACH2-GPU集群相关器的研究--F-engine模块的设计与实现 被引量：1

16

作者 牛晨辉 汪群雄 +5 位作者 郑小平 田海俊 吴锋泉 李吉夏 陈学雷 蒿杰 《天文研究与技术》 CSCD 2017年第1期60-69,共10页

相关器在射电天文中具有重要作用。以往的相关器多采用现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)技术,开发周期长,不便扩展和改进升级。近年来许多新... 相关器在射电天文中具有重要作用。以往的相关器多采用现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)技术,开发周期长,不便扩展和改进升级。近年来许多新研制的射电干涉阵相关器采用具有通用架构的现场可编程门阵列和图形处理器的相关器。针对暗能量射电探测实验(天籁计划)的需求,开发了一套基于可重构开放架构计算硬件(Reconfigurable Open Architecture Computing Hardware,ROACH2)和图形处理器的异构相关器,将相关器的数据采集、快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)等功能与复数乘累加运算功能分开,充分利用了现场可编程门阵列的硬件资源和图形处理器的运算速度。该相关器易于扩展,且运算负载可根据实际运算能力进行不同节点的分配,非常灵活。目前已经应用到天籁计划项目中。 展开更多

关键词 相关器 F—engine ROACH2 天籁计划

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定天镜伺服驱动系统的软件设计

17

作者 张竹恒 孙淑琴 《陕西天文台台刊》 CSCD 1997年第6期76-82,共7页

恒星光干涉议定天镜的转动是用五相步进电机来驱动的，它需要的控制信号由软件实现。软件设计是控制系统中最困难的部分，尽可能地用软件实现硬件功能，不仅可以降低成本，更重要的是，便于更新及升级。在观测过程全自动化的前提下，着... 恒星光干涉议定天镜的转动是用五相步进电机来驱动的，它需要的控制信号由软件实现。软件设计是控制系统中最困难的部分，尽可能地用软件实现硬件功能，不仅可以降低成本，更重要的是，便于更新及升级。在观测过程全自动化的前提下，着重提出了我国恒星光干涉议实验系统中定天镜子系统的软件设计方案。 展开更多

关键词 定天镜 软件设计 伺服系统 驱动系统 光干涉仪

全文增补中

空间 VLBI

18

作者 王强 张福俊 《天文学进展》 CSCD 北大核心 1989年第1期69-77,共9页

本文简要地论述了空间VLBI对于天体物理学研究的意义,对目前国际上正在进行的空间VLBI计划作了扼要的介绍。

关键词 空间 VLBT 干涉仪

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引力波探测中的噪声抑制技术综述 被引量：3

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作者 王坦 何思译 徐佳文 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2022年第4期556-574,共19页

近年来,微弱引力波探测取得了重要进展。针对引力波测量中的噪声抑制问题,综述了引力波探测的棒状引力波探测器、地面激光干涉仪、空间激光干涉阵列等几种典型方法,解释引力波探测原理,介绍各种引力波探测方法中热噪声、散粒噪声和杂散... 近年来,微弱引力波探测取得了重要进展。针对引力波测量中的噪声抑制问题,综述了引力波探测的棒状引力波探测器、地面激光干涉仪、空间激光干涉阵列等几种典型方法,解释引力波探测原理,介绍各种引力波探测方法中热噪声、散粒噪声和杂散气体噪声等噪声来源,阐述噪声抑制方法,并介绍四重悬挂、信号重循环、压缩太光场等新型噪声抑制技术。针对空间引力波探测,重点关注时间延迟干涉和锁臂技术等与地面探测方法不同的噪声抑制技术。 展开更多

关键词 引力波 激光干涉 压缩态光场 无拖曳控制

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VLBI记录系统的进展

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作者 杨晓宁 苏步美 王锐 《云南天文台台刊》 CSCD 1993年第4期31-36,共6页

本文介绍了VLB I记录系统在世界各主要台站的使用情况,对目前先进的VLBI记录系统的功能、记录格式等进行了比较和描述。

关键词 干涉仪 VLBI记录系统 记录格式

原文传递