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GEO600: Optisches Schema

Optisches Schema des mit gequetschtem Licht verstärkten Gravitationswellen-Detektors GEO600, der aus dem gewöhnlichen GEO600-Observatorium und einer zusätzlichen Quetschlichtquelle besteht.

Das optische Schema von GEO600. Bild vergrößern
Das optische Schema von GEO600.

Das Observatorium besteht aus zwei einmal gefalteten Armen mit einer optischen Gesamtlänge von 2400 m. Durch Kontrollkreise wird das Michelson-Interferometer auf dem sogenannten "dunklen Ausgang" gehalten, so dass fast alles Licht zum Eingang zurückläuft. Ein Leistungsverstärkungs-Spiegel (MPR) führt dann zu einer resonanten Verstärkung der umlaufenden Lichtleistung am Strahlteiler. In ähnlicher Weise wird zusätzlich ein teildurchlässiger Signalüberhöhungs-Spiegel eingesetzt (MSR), um das durch Gravitationswellen erzeugte Signal am Interferometerausgang zu verstärken. Diese Kombination von Leistungsverstärkung und Signalüberhöhung wird "duales Recycling" genannt.

Eine einfallende Gravitationswelle wird den einen Arm verkürzen, während der senkrecht dazu stehende Arm verlängert wird, und umgekehrt in der nächsten Halbwelle. Man stellt die Anlage so ein, dass beide Teilstrahlen im Gegentakt schwingen und sich auslöschen. Durch eine Gravitationswelle kommen die Teilstrahlen außer Takt, so dass sie sich nicht mehr vollständig auslöschen. So wird eine periodische Leistungsveränderung im Ausgangslicht produziert, die von einer Fotodiode nachgewiesen wird.

BS : Strahlteiler 48:52
MFe/MFn : entfernte Interferometer-Endspiegel (Ost/Nord)
MCe/MCn: zentrale Interferometer-Spiegel

Die ganze Interferometer-Optik befindet sich im Vakuum und ist an mehrstufigen Pendeln aufgehängt. 

 
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