September 2024
Verbesserung des thermischen Kompensationssystems am GEO600-Strahlteiler
Aufgrund des einzigartigen Aufbaus von GEO600 ist der Strahlteiler in den 1200 Meter langen Armen des Interferometers einer umlaufenden Laserleistung von etwa 3 Kilowatt ausgesetzt. Diese hohe Leistung wird im Strahlteiler zwar nur minimal absorbiert, führt aber zu einer lokalen Temperaturerhöhung, einer Änderung des Brechungsindex und dem Entstehen einer thermischen Linse. In der Folge wird die fundamentale Lasermode in Moden höherer Ordnung umgewandelt, was sich negativ auf die Gravitationswellen-Empfindlichkeit des Detektors auswirkt. Um dieses Problem zu lösen, hat ein Forschungsteam bei GEO600 eine verbesserte Version des thermischen Kompensationssystems am Strahlteilers entwickelt. Dieses innovative Design projiziert ein abstimmbares Wärmemuster auf den Strahlteiler, wodurch die thermische Linse effektiv ausgeglichen und optimale Betriebsbedingungen wiederhergestellt werden. Das neue System bietet mehrere Vorteile, darunter einen sicheren und kontinuierlichen Betrieb bei höchsten Temperaturen, eine größere numerische Apertur, Funktionen, die eine optimale Wärmeverteilung des projizierten Musters auf dem Strahlteiler gewährleisten, und einen Rauschpegel, der deutlich unter dem aktuellen Gesamtrauschen des Detektors liegt. Zukünftige Aktualisierungen und Verbesserungen des Systems werden parallel zur Erhöhung der Laserleistung von GEO600 umgesetzt. Diese Entwicklung ist entscheidend um die Herausforderungen zu verstehen, die bei der Entstehung von thermischen Linsen in den Detektoren der dritten Generation – wie dem Einstein-Teleskop und dem Cosmic Explorer – zu erwarten sind.