Räumlich aufgelöste Erwärmung des GEO600-Strahlteilers

Bei GEO600 befinden sich keine Resonatoren in den Armen um die Laserleistung zu erhöhen. In unserem Detektor übernimmt dies der hochreflektierende Stahlteiler. Dies bedeutet jedoch, dass anders als bei den LIGO- und Virgo-Detektoren die hohe Laserleistung auch den GEO600-Strahlteiler durchsetzt. Gegenwärtig läuft GEO600 mit 2 - 3 kW umlaufender Laserleistung, die jedoch im Rahmen des GEO-HF-Projekts auf 10 - 15 kW erhöht werden wird.

Foto des Prototyps einer Anordnung aus 12 x 12 Heizelementen. Jedes Element besteht aus dünnen Platin-Widerständen (weiß), die auf einer Keramikplatte untergebracht sind. Auf der Keramikplatte dient eine kleine Metallscheibe unter jedem Widerstand als Reflektor für die Infrarot-Strahlung. Als das Foto aufgenommen wurde, waren noch nicht alle Widerstände eingebaut. Bild vergrößern
Foto des Prototyps einer Anordnung aus 12 x 12 Heizelementen. Jedes Element besteht aus dünnen Platin-Widerständen (weiß), die auf einer Keramikplatte untergebracht sind. Auf der Keramikplatte dient eine kleine Metallscheibe unter jedem Widerstand als Reflektor für die Infrarot-Strahlung. Als das Foto aufgenommen wurde, waren noch nicht alle Widerstände eingebaut. [weniger]

Die Auswirkungen der entstehenden thermischen Linse im GEO600-Strahlteiler können durch selektive Erwärmung des Strahlteilers abgeschwächt werden. Das eingesetzte räumliche Temperaturprofil muss dem vom Hauptlaserstrahl erzeugten entgegen wirken.

Wir bauten eine zweidimensionale Matrix von 12 x 12 kleinen Heizquellen für GEO600. Wir planen, ein Bild dieser Heizmatrix auf die Oberfläche des Strahlteilers zu projizieren. Das erlaubt uns, beliebige Wärmemuster zu projizieren ohne den Aufbau zu ändern.

Wir erwarten, dass sich dies als nützlich für die thermische Kompensation am Strahlteiler von GEO600 erweist. Der Querschnitt des Laserstrahls auf dem Strahlteiler ist oval, und der Laserstrahl durchläuft den Strahlteiler unter einem Winkel. Außerdem erzeugt der Laser kein Gausssches Strahlprofil. Stattdessen befinden sich mehrere sehr kleine und heiße Stellen auf
dem Strahlteiler. Diese können abgeschwächt werden, soweit die räumliche Auflösung der Heizmatrix es erlaubt. Eine zusätzliche Feinabstimmung des projizierten Hitzemusters könnte durch Optimierungsmethoden wie genetische Algorithmen erreicht werden, wenn man den dunklen Ausgang von GEO600 als Fehlersignal nutzt.

 
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