Kalibration mit Strahlungsdruck

Die genaue und zuverlässige Kalibrierung von Gravitationswellen-Detektoren ist von großer Bedeutung für deren Charakterisierung und die Interpretation (astro-)physikalischer Messergebnisse .

Um einen Gravitationswellen-Detektor zu kalibrieren müssen seine Testmassen (Messspiegel) um winzige Strecken verschoben werden. Diese Bewegung muss mit hoher Präzision bekannt sein.

Eine Möglichkeit ist, einen zusätzlichen Laser einzusetzen, der an den Spiegeln reflektiert wird. Der Strahlungsdruck der Photonen des Lasers verursacht eine bekannte Kraft auf die abgehängten Spiegel. Daraus lässt sich wiederum in die Verschiebung der Spiegel berechnen. Vergleicht man diese Spiegelverschiebung mit dem Messsignal am Interferometerausgang, so lässt sich das Instrument anhand dieser Daten kalibrieren.

Die Kalibrierung mittels Strahlungsdruck der Photonen kann zusammen mit der elektrostatischen Aktuation der Spiegel eingesetzt werden, um die absolute Kalibrierung des Detektors zu verifizieren und ihre Langzeitstabilität zu überwachen.

Relevante Veröffentlichungen

Mossavi, K.; Hewitson, M.; Hild, S.; Seifert, F.; Weiland, U.; Smith, J. R.; Lück, H.; Grote, H.; Willke, B.; Danzmann, K.: A photon pressure calibrator for the GEO 600 gravitational wave detector. Physics Letters A 353 (1), S. 1 - 3 (2006)
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