激光干涉仪引力波探测器的基本光学结构
引力波探测机构及结果解读
引力波探测机构及结果解读引力波是爱因斯坦广义相对论的重要预言之一，它们是由大质量天体产生的强烈引力场所产生的扰动，可以通过地球上的引力波探测机构进行探测和解读。
本文将介绍几个重要的引力波探测机构，并对它们的探测结果进行解读。
首先，我们要介绍的是LIGO探测器。
LIGO是Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory的缩写，是世界上第一个成功探测到引力波的地面探测器。
LIGO采用了激光干涉仪的原理来探测引力波。
它由两个位于美国华盛顿州和路易斯安那州的探测站组成，每个站要求有两条长达4公里的垂直激光干涉仪臂。
当引力波通过地球时，它会导致空间的微小变形，从而使得两个臂的长度发生微小的差异，这就会引起干涉仪输出光束的强度发生变化。
通过测量这种强度变化，LIGO能够探测到引力波的存在。
2015年，LIGO宣布首次成功探测到引力波信号，这次探测被称为GW150914事件。
GW150914事件是由两个质量相当于太阳30倍的黑洞相互融合产生的引力波。
通过对探测到的引力波信号进行精确计算和模拟，科学家们得出了这一结论。
这一发现标志着引力波探测的里程碑式突破，并为后续的研究提供了重要的基础。
除了LIGO，欧洲空间局（ESA）也建造了一台名为LISA的引力波探测器。
LISA是Laser Interferometer Space Antenna的缩写，它与LIGO不同，采用了太空探测器的方式进行观测。
LISA将由三个相互之间距离约为250万公里的探测器组成，它们将分布在一个地球轨道上。
通过测量探测器之间的距离变化，LISA能够探测到产生引力波的天体，例如两个中等质量黑洞的融合。
LISA计划于2034年发射，预计将成为未来引力波研究的重要工具。
引力波的探测和解读对于研究宇宙起源、黑洞、中子星等天体物理现象具有重要意义。
通过引力波探测器，科学家们能够观测到过去无法通过电磁波观测到的天体事件，例如黑洞融合等。
引力波的探测
引力波的探测
引力波的探测主要依靠引力波探测器进行。
以下是主要的引力波探
测器：
1. 激光干涉引力波天文台 (LIGO)：LIGO是目前最著名的引力波探
测器之一，由两个相距约3000公里的探测站组成，每个探测站都设有
4公里长的L形激光干涉仪。
LIGO探测器于2015年首次观测到引力波，并获得了2017年诺贝尔物理学奖。
2. 捕获星镜引力波探测器 (VIRGO)：VIRGO是一个位于意大利的
引力波探测站，与LIGO进行合作，协同进行引力波观测。
VIRGO目
前已经升级到第二代探测器，并于2017年与LIGO一起探测到了合并
黑洞的引力波信号。
3. 豪华引力波天文台 (LISA)：LISA是欧洲空间局计划在2034年发
射的一组卫星，用于探测低频引力波。
LISA将由三个卫星组成，形成
一个三角形的等边网格，在空间中距离约2.5百万公里。
LISA将探测
到太阳系外的超大质量黑洞的引力波。
4. 诺贝尔引力波天文台 (Nobel Prize Inline Gravitational-wave Observatory, NIGO)：NIGO是日本正在计划中的一座引力波探测器。
该探测器将由拥有一个单独的探测臂的激光干涉仪组成。
NIGO的目标
是在发现引力波的领域取得重要突破，并提出革命性的新观测技术。
这些引力波探测器利用激光干涉技术来测量空间中的引力波传播时
对光路的影响，从而探测到引力波的存在。
引力波探测原理
引力波探测原理
引力波探测原理是一种通过监听和记录宇宙中传播的引力波的方法。
据爱因斯坦广义相对论预测，当质量均匀分布的天体发生运动或碰撞时，会产生引力波，类似于水面上的波纹。
引力波是由时空的弯曲引起的，其传播速度与光速相同。
为了检测这种微弱的引力波信号，科学家建立了一种特殊的探测系统。
该系统主要由两个关键部分组成：激光干涉仪和质量悬挂系统。
在激光干涉仪中，一束强度非常高、频率稳定的激光被分成两束，然后沿着两个垂直方向的光程路径运行。
这两束光经过反射后重新合并，产生一个干涉图案。
如果有引力波通过，它会稍微改变光程路径，导致干涉图案发生变化。
科学家可以通过观察光的干涉图案来检测到引力波的存在。
为了减小外界干扰，激光干涉仪被安置在一个宝石般的几何金属壳体内。
此外，镜面两端悬挂的质量系统会极大地减少地震等周围噪声的影响。
如果有引力波通过，它会相应地拉长或压缩这些悬挂的质量，导致镜面轻微移动，进而改变干涉图案。
为了探测到更微小的引力波，科学家还采取了一些技术手段，如提升激光的功率、增加光程路径长度、优化噪声抑制技术等。
总的来说，引力波探测原理通过利用激光干涉仪和质量悬挂系统，能够检测到宇宙中微弱的引力波信号。
这项技术的发展和
应用，将有助于我们更深入地了解宇宙的演化和结构，以及爱因斯坦的广义相对论的验证。
引力波本质及其探测原理和探测技术
引力波本质及其探测原理和探测技术引力波是由于质量点在运动中产生的物理现象，它会在空间中传播，并导致空间的收缩和扩展。
引力波是爱因斯坦广义相对论的重要预测之一，它对于我们理解宇宙和万物的演化过程具有重要意义。
引力波的探测主要依赖于对引力波的干涉测量。
干涉测量的基本原理是利用光的相干性，将两个相互独立的光路进行干涉，通过测量干涉光的强度变化来探测引力波的存在。
干涉测量中，最主要的探测装置是激光干涉仪。
激光干涉仪由激光器、分束器、反射镜和探测器等组件构成。
激光器产生的激光光束通过分束器分为两束，分别进入两个垂直放置的光路中。
经过一系列反射和束缚，两束光再次汇聚于探测器上。
当引力波经过激光干涉仪时，它会使光路的长度发生微小的变化。
这会导致两束光的相对相位发生改变，从而引起干涉光的强度发生变化。
通过测量干涉光的强度变化，我们就可以间接地探测到引力波的存在。
为了提高引力波的探测精度，现代引力测量技术采用了一些先进的技术手段。
其中一个重要的技术是悬挂镜技术。
悬挂镜技术通过将反射镜悬挂在一个极为精确的位置上，以减小外界的干扰，提高干涉测量的精度。
另一个重要的技术是光束稳定技术。
它通过使用稳定的激光器和精确的光学器件来减小光路的起伏和光的相位扰动，从而提高干涉测量的准确性。
实际的引力波探测项目中，通常采用多台激光干涉仪进行测量，以提高系统的灵敏度和可靠性。
引力波探测往往也需要使用超高真空技术和精密的光学造型技术，以保证测量精度的要求。
引力波的探测依赖于干涉测量技术。
通过利用光的相干性和干涉光的强度变化，我们可以间接地探测到引力波的存在。
在实际的引力波探测项目中，采用了先进的技术手段，如悬挂镜技术和光束稳定技术，以提高测量的精度和准确性。
引力波探测机构及结果解读
引力波探测机构及结果解读引力波是一种由爱因斯坦广义相对论预测的天文现象，它是由于质量或能量分布不均匀引起的时空弯曲所产生的涟漪。
然而，由于引力波的微弱性质以及其在宇宙中的稀疏分布，长期以来人们一直无法直接探测引力波的存在。
直到2015年，历经数十年的努力，科学家们终于成功地探测到了引力波的信号，这一突破性的成果开启了引力波天文学的全新时代。
引力波探测机构是一项复杂且高度精密的科学工程。
截至目前，已经有几个重要的引力波探测机构被建立起来，并相继取得了重大突破。
最为著名的引力波探测机构无疑是LIGO（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，激光干涉引力波观测站）和VIRGO（遥感与引力波天文学实验室）。
LIGO是由美国科学界的领军机构——美国国家科学基金会（NSF）及其幕后支持者卡尔·赫尔茨基金会共同建立的。
LIGO采用了一种双臂悬挂式的干涉仪观测原理，利用激光的干涉信号来测量这种极微小的波动，从而识别引力波信号的存在。
VIRGO则是在欧洲核子研究中心（CERN）的推动下，由法国和意大利共同组建的引力波探测机构。
VIRGO同样采用了干涉仪观测原理，但与LIGO不同的是，VIRGO采用了三臂设计，具有更高的精度和灵敏度。
这些引力波探测机构的关键在于干涉仪的设计以及仪器的精确校准，以追踪极其微小的长度变化。
当引力波经过地球时，它会引起地球的空间维度产生微小的扭曲，这种变化可以通过干涉仪测量得到。
在LIGO和VIRGO中，干涉仪的臂长达到了几公里的尺度，其精度可达到纳米级别。
通过对多个干涉仪的观测结果进行比对和验证，科学家们能够确定是否真的探测到了引力波的信号。
在过去的几年里，LIGO与VIRGO已经相继探测到了多次引力波事件。
这些事件包括了黑洞和中子星的合并，这些合并释放出了巨大的能量，并产生了强烈的引力波信号。
通过研究这些引力波事件，科学家们得以对宇宙的多个方面进行深入研究。
物理学中的引力波探测技术
物理学中的引力波探测技术引力波是由爆炸星体、黑洞合并以及其他宇宙事件引起的扰动，这些扰动会以波的形式传播。
在广义相对论的框架下，引力波被描述成由物体的弯曲空间产生的振动，这种振动可以从宇宙中的非常遥远的源头传播到地球。
引力波被认为可以帮助科学家们验证广义相对论理论，并探索宇宙的奥秘。
引力波探测是将引力波的信号从周围环境噪声中分离出来的技术，这需要极其精确的仪器和信号处理技术。
以下是引力波硬件探测和信号处理中的一些核心技术。
1. 激光干涉仪（Laser Interferometer）激光干涉仪是引力波探测的关键技术，其通过测量两条平行光线之间的相对相位差异来检测引力波。
在这种仪器中，激光光束被分成两部分，每个部分进入两个垂直的光路中。
当两条光线彼此平行时，它们会互相干涉，形成干扰图案。
当引力波通过之后，空间的压缩和扩张会导致两部分光束的长度发生微小的变化，这会导致光程差异产生变化，最终导致干涉图案的变化。
这使得科学家们可以检测到引力波信号。
2. 悬挂式除了激光干涉仪之外，悬挂式也是引力波探测的关键技术之一。
在悬挂式中，探测器被放置在一个隔绝震动和其他噪声的环境中。
为了实现这一目标，探测器往往被放置在低振动地面上或者悬挂在一个最小化震动的支架上。
悬挂式的仪器可以使用简单的弹性悬挂或者其他更为复杂的技术来实现隔绝震动和环境噪声。
3. 信噪比优化引力波信号通常非常微弱，并淹没在背景噪声中。
因此，提高信噪比（SNR）是引力波探测的另一个关键技术。
提高信噪比的方法之一是让探测器更加敏感，这可以通过增加干涉仪的灵敏度或减少背景噪声来实现。
通过减少背景噪声，可以使用一系列的方法，包括隔绝探测器、使用低噪声元件和信号处理技术。
在信号处理方面，一些先进的技术包括模板匹配、波束成像和傅里叶域技术。
4. 数据分析技术最后，数据分析技术是引力波探测的最后一个关键技术。
由于信号噪声比通常很低，因此需要使用高级数据分析技术来提取信号并确定引力波的来源和特征。
探测引力波的望远镜原理
探测引力波的望远镜原理引力波望远镜的原理是基于引力波的传播和测量。
引力波是由质量分布不均匀变化或质量运动引起的时空弯曲产生的波动，它是爱因斯坦广义相对论的一个重要预言。
首先，为了探测引力波，需要一个精确的引力波源。
目前已知的引力波源包括双黑洞合并、双中子星合并等。
这些源会在宇宙中以一定频率和振幅产生引力波。
其次，引力波望远镜通常由两个或多个探测器组成，每个探测器包含一个探测器振镜和一个光学干涉仪。
典型的引力波望远镜是通过激光干涉测量探测器振镜的小位移来探测引力波。
引力波的测量是通过探测器振镜的相对位移来实现的。
当引力波经过探测器时，会引起空间的扭曲和伸缩，从而导致探测器振镜的小位移。
这个位移的大小取决于引力波信号的频率和振幅。
探测器振镜是为了最大程度地灵敏地测量位移而设计的。
它通常由高质量、低阻尼的振镜构成。
振镜的质量越大，阻尼越小，就越容易测量引力波的微小位移。
光学干涉仪是用来测量振镜位移的。
通常采用驱动光源，探测器将激光分成两束贴近垂直的光束，然后分别照射在两个振镜上。
当引力波经过时，两个振镜的相对位移会导致来自两个振镜的光波在光学干涉仪中干涉。
这个干涉信号会被激光干涉仪中的探测器接受并转换成电信号。
电信号随后经过放大和滤波，然后传输到计算机进行进一步的处理和分析。
计算机通过观察信号的频谱和振幅变化等信息，可以判断是否存在引力波信号以及其频率和振幅的大小。
引力波望远镜通常由多个探测器组成，这样可以通过不同探测器之间的比较来排除掉地球本身的振动和其他干扰。
通过多个探测器的观测结果，可以进一步提高引力波的测量精度和可靠性。
总结起来，引力波望远镜的原理是基于探测器振镜的位移测量和光学干涉的原理。
通过测量引力波的频率和振幅变化，可以探测到引力波的存在，并研究引力波源的性质和宇宙的结构和演化。
这对于研究引力理论、宇宙形成和演化等重要问题具有重要意义。
激光干涉仪原理及实验装置概述
激光干涉仪原理及实验装置概述激光干涉仪是一种利用激光干涉原理测量物体表面形貌和长度的仪器。
它是利用激光的准直性、单色性和相干性，通过光的干涉现象来实现高精度的测量。
激光干涉仪具有测量精度高、测量速度快、非接触式测量等优点，在实验研究、制造业等领域有广泛的应用。
一、激光干涉仪原理激光光源发射的单色、准直的光经过分束器被分成两束，分别形成参考光和测量光。
这两束光同时照射到待测物体上，然后被反射回来。
由于待测物体表面形貌的不同，两束光返回时光程差发生变化，进而产生干涉现象。
通过探测和分析干涉信号，就可以推断出待测物体的形貌和长度。
激光干涉的基本原理是光程差干涉，它产生的干涉条纹是由于两束光的相干性和光程差的变化引起的。
当两束光的相位差为奇数倍的半波长时，干涉会出现亮条纹；当相位差为偶数倍的半波长时，干涉会出现暗条纹。
二、实验装置概述激光干涉仪主要由激光器、分束器、反射镜、干涉仪和检测器等组成。
下面分别介绍其中的几个重要组成部分。
1. 激光器：激光干涉仪的激光器是产生高亮度、单色激光光源的关键设备。
常用的激光器有氦氖激光器、二极管激光器等。
激光器的输出功率要稳定，光束质量好，满足实验要求。
2. 分束器：分束器是将激光分成两束光的光学元件。
常用的分束器有半反射镜、双折射晶体等。
分束器需要具备高反射和高透射的特性，以保证光能被正确地分割。
3. 反射镜：反射镜用于将分出的两束光照射到待测物体上，并接收反射回来的光。
反射镜要具备高反射率、光学稳定性和机械稳定性，以保证光的质量和测量的稳定性。
4. 干涉仪：干涉仪是激光干涉仪中的核心部件，用于产生干涉现象并形成干涉条纹。
常用的干涉仪有马赫曾德干涉仪、迈克尔逊干涉仪、光栅干涉仪等。
不同类型的干涉仪适用于不同的实验需求。
5. 检测器：检测器用于接收干涉信号并将其转化为电信号，以实现干涉信号的分析和处理。
常用的检测器有光电二极管、CCD等。
检测器的灵敏度和响应速度需要满足实验测量的要求。
引力波本质及其探测原理和探测技术
引力波本质及其探测原理和探测技术引力波是物质在加速运动中产生的扰动，在其传播中，空间本身也会产生弯曲。
引力波的存在首次由爱因斯坦在其广义相对论中预言，并在2015年由LIGO（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）探测器首次观测到。
引力波的探测对于研究宇宙演化、黑洞、中子星等天体物理现象具有重要意义。
引力波的探测原理基于干涉仪的原理，主要包括激光干涉仪和Michelson干涉仪两种。
其中激光干涉仪是使用一束激光经过分束器分成两束光束，分别沿着两个垂直的方向传播，然后再次经过分束器合成为一束光束，通过检测两束光束的干涉现象来检测引力波的存在。
Michelson干涉仪则是将光束沿着两条相互垂直的路径传播，然后再次合成为一束光束，同样通过检测干涉现象来探测引力波。
引力波探测技术主要有地面探测器和空间探测器两种。
地面探测器使用大型干涉仪，通过较长的光程差来提高探测灵敏度，并利用多个探测器来增加信号的可靠性。
LIGO就是一种地面探测器，由两台位于美国俄勒冈州和路易斯安那州的大型干涉仪组成。
空间探测器则将干涉仪放置在太空中，利用长基线干涉仪的原理来提高灵敏度，并避免地面振动的干扰。
LISA（Laser Interferometer Space Antenna）是一种计划中的空间探测器，将由三个相互平行的光束组成，分别由三个太空探测器接收，并通过干涉来探测引力波。
为了提高引力波探测的灵敏度，还需要采取一系列的探测技术和探测手段。
利用多个探测器的数据进行联合分析，可以减少噪声的干扰，提高信号的可靠性。
还可以采用先进的悬臂系统和准惰性控制技术，减少地面振动和其他环境干扰对探测的影响。
还需要使用先进的激光技术和光学器件来提高干涉仪的灵敏度和稳定性。
引力波是物质在加速运动中产生的扰动，其探测原理基于干涉仪的干涉效应。
引力波的探测主要分为地面探测器和空间探测器两种，分别利用大型干涉仪和长基线干涉仪来提高探测灵敏度。
ligo引力波探测仪及观测结果
ligo引力波探测仪及观测结果引力波是一种来自宇宙深处的扰动，是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象。
这种扰动可以通过伽利略干涉仪（LIGO）等引力波探测仪来探测和测量。
LIGO是由两个位于美国路易斯安那州和华盛顿州的巨大雷射干涉仪组成的系统，于2015年首次成功探测到引力波。
LIGO探测引力波的原理基于干涉仪。
它的工作原理类似于光学干涉仪，但使用的是激光光束而不是光。
LIGO由两个90度放置的L形光路组成，每个光路的长度约为4公里。
激光光束被分成两路，沿着两条相互垂直的长臂分别传播。
当引力波通过时，会导致空间的微小拉伸和压缩，从而引起光程差的变化。
这种光程差变化将会使得经过重新合并的两束光产生干涉，从而在探测器的探测器中产生明暗交替的干涉图案。
LIGO探测器不仅能够探测到引力波的存在，还可以测量引力波的频率、振幅、持续时间和失配度等参数。
通过分析探测到的干涉图案，科学家们能够重建引力波的源，研究宇宙中丰富多样的物理现象，例如黑洞的合并、中子星的碰撞等。
自2015年首次探测到引力波以来，LIGO还探测到了多个引力波事件。
其中最引人瞩目的是2017年被称为GW170817的事件。
这是一次中子星合并的引力波事件，也是人类历史上首次探测到中子星合并的事件。
通过LIGO的观测，科学家们不仅能够精确测量到引力波的参数，还能够确定中子星合并的位置，并从中获取丰富的物理信息。
GW170817的观测结果对天体物理学和核物理学的研究做出了巨大贡献。
通过观测到的引力波，科学家们确认了重力与电磁辐射的传播速度相同，这进一步证实了广义相对论的准确性。
同时，观测到的中子星合并事件还为中子星物质的性质提供了重要线索。
科学家们通过分析合并事件产生的引力波信号，推测出中子星内部物质的超过核物质密度、超导性等性质。
除了GW170817外，LIGO还观测到了一些引人注目的事件，包括黑洞合并事件和其他中子星合并事件。
这些事件的观测数据有助于我们更好地了解宇宙的演化历史、引力波源的物理性质以及宇宙中的暗物质和暗能量等未解之谜。
LIGO引力波探测器测量和解读
LIGO引力波探测器测量和解读引力波是由于大质量物体如黑洞或中子星的运动而产生的扰动，它们在时空中传播，并以波动形式传递能量。
引力波的探测对于理解宇宙的演化、黑洞的性质以及广义相对论的验证至关重要。
LIGO（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）是一种用于探测引力波的探测器，它通过测量光的干涉来探测引力波的存在。
本文将讨论LIGO引力波探测器的测量原理和解读引力波信号的方法。
LIGO引力波探测器的测量原理基于干涉仪的原理。
LIGO由两个L 形的激光干涉仪组成，每个干涉仪的臂长为4公里。
当引力波通过地球时，会导致空间的扭曲，进而扭曲干涉仪的臂长。
当激光束从干涉仪的两条臂中通过，它们在干涉仪中心相遇形成干涉图样，干涉图样的变化可以用来测量引力波的存在。
LIGO引力波探测器的测量过程可以分为两个步骤：探测引力波和解读引力波信号。
首先，当引力波通过地球时，在空间中产生幅度和频率的变化。
这些变化会导致激光束在通过干涉仪时的干涉图样发生改变。
通过测量干涉图样的变化，LIGO可以探测到引力波的存在。
其次，解读引力波信号需要进行数据分析。
引力波信号会以特定的频率和幅度模式呈现，通过分析信号的频谱和波形，科学家可以推断引力波的来源和性质。
对于引力波的解读，科学家使用了不同的数学和物理模型。
其中之一是通过匹配模板法来解读引力波信号。
模板法根据已知的引力波信号特征，建立起一系列模板，并将模板与实际观测到的引力波信号进行比较。
通过找到最佳匹配的模板，科学家可以推断引力波的来源。
另一个解读引力波的方法是使用参数估计。
这种方法通过最大似然估计来获得引力波信号的参数，例如质量和自旋。
通过对参数的估计，科学家可以进一步了解引力波的性质和源。
LIGO引力波探测器的成功在于其出色的灵敏度和测量能力。
LIGO 的灵敏度可达到10^-23，即能够探测到地球直径的十分之一的变化。
引力波探测技术与应用研究
引力波探测技术与应用研究引力波作为爱因斯坦广义相对论的重要预言，长期以来一直是天文学家们追求的目标。
然而，由于它的微弱信号和复杂性，直到2015年，人类才首次成功探测到引力波。
这一里程碑式的突破，彻底改变了我们对宇宙的理解，同时也催生了引力波探测技术与应用的研究热潮。
引力波的探测技术主要包括激光干涉仪和球面谐振天线。
而激光干涉仪是目前最主流的引力波探测技术。
简单来说，激光干涉仪通过测量激光束的光程差来检测引力波。
这需要将一束强光分成两束，使其在两个垂直的光路中传播，然后再将它们重新合并。
当引力波通过时，它会引起空间的扭曲，导致光程差发生变化，从而检测到引力波的存在。
球面谐振天线则采用了一种不同的方式来探测引力波。
它由一组独立的自由悬浮质点组成，形成一个球体。
当引力波通过时，它会引起球体的振动，从而探测到引力波的存在。
球面谐振天线由于其较高的频率响应和宽频带的优点，在某些应用场景中表现出了一定的优势。
除了探测引力波的技术手段之外，引力波的应用研究也是颇具潜力的领域。
首先，引力波可以为我们提供关于宇宙起源与演化的重要信息。
通过探测到的引力波信号，我们可以了解到宇宙中发生的各种天体碰撞、融合事件，从而揭示宇宙的演化历程。
此外，引力波还可以帮助我们研究黑洞、中子星等极端天体物理现象，揭示宇宙中最强大、最神秘的力量。
其次，引力波的探测技术可以有着广泛的实际应用。
例如，引力波探测技术可以用于地震预警系统，通过监测引力波信号来实现更准确的地震预测和警报。
此外，引力波探测技术还可以应用于航天器导航和测绘等领域，提供更精确的定位和测量手段。
这些应用领域的发展，不仅可以推动引力波探测技术的进步，更为人类社会带来了实实在在的好处。
最后，引力波探测技术还催生了一些新兴的科学研究领域。
例如，引力波天文学的发展，已经成为天文学研究中的一个重要分支。
通过观测引力波信号，我们可以探索更远、更深层次的宇宙，打开我们对宇宙的认知层面。
检测引力波的方法与技术综述
检测引力波的方法与技术综述引力波是由爱因斯坦相对论预测的一种天文现象，它是由重力作用引起的时空弯曲所产生的扰动，通过传播到相对较远处进行探测。
近年来，随着科学技术的不断进步，探测引力波的方法和技术得到了快速发展。
本文将对当前主流的几种引力波探测方法进行综述，包括激光干涉仪、球面反射和空间探测器。
激光干涉仪是目前最主要的引力波探测方法之一。
其基本原理是通过将激光束分为两路，分别沿两个相互垂直的光程传播，然后通过两路光程差的变化来检测引力波。
当引力波通过时，它会引起空间的压缩和拉伸，从而导致光程差发生变化。
通过精确测量光程差的改变，我们可以推测出引力波的存在以及相关参数。
激光干涉仪已经在2015年成功探测到引力波，这是引力波物理学的重大突破。
球面反射是另一种有效的引力波探测技术。
球面反射的基本原理是利用多个光束在球面上反射，并在焦平面上形成干涉条纹。
当引力波经过时，球面的形状会改变，进而影响到光束的反射，从而改变干涉条纹的形状。
通过精确测量干涉条纹的变化，我们可以确定引力波的存在和性质。
球面反射作为一种高精度的引力波探测技术，已经在一些实验中取得了显著的成果。
空间探测器是一种将引力波探测技术应用于卫星或飞船的方法。
空间探测器的优势在于可以避免地球上的地震、大气扰动等干扰源，因此具有更高的探测精度。
同时，空间探测器的尺寸和质量也可以更大，从而提高探测灵敏度。
目前，欧洲空间局和美国国家航空航天局分别推出了LISA和LIGO等重大空间探测计划，旨在通过空间探测器获得更准确的引力波数据。
除了上述的几种主流方法外，还有一些其他的引力波探测技术也值得关注。
例如，利用振动光栅和微腔等微纳制造技术，可以实现微型化的引力波探测装置；利用超冷原子的性质，可以通过仔细控制原子的运动来探测引力波；光子晶体和光子芯片等光学器件的发展，也为引力波探测提供了新的思路和可能性。
随着探测技术的不断进步和完善，引力波物理学将进入一个全新的时代。
重力波探测技术解析
重力波探测技术解析重力波是爱因斯坦广义相对论中预言的一种物理现象，它是由于物质在空间中运动而引起的时空弯曲所产生的波动。
在这种波动中，空间距离或说空间的几何形状，在时间上会发生周期性的变化。
重力波的探测是近年来天文学领域最为热门的研究之一，因为它为我们了解宇宙带来了全新的视野。
为了探测重力波信号，人们需要利用超高精度的测量设备对微小的变形进行探测。
探测技术的发展可以分为不同的阶段，从经典物理中的光学干涉技术，到现代重力波望远镜中的激光干涉技术。
首先，常规的重力波探测技术基于光学干涉原理。
这种技术是通过把激光束分成两部分，分别沿着不同的路径运动，再将其通过光路差来检测微小的长度变化。
当重力波经过探测器时，就会引起两条光路长度的微小变化，从而在光程差上产生相应的改变。
这种技术是目前主流的测量重力波的方法之一，如美国的LIGO （Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory）和欧洲的VIRGO（Virgo Interferometer）就是利用此技术开展的探测。
其次，现代重力波望远镜中采用的激光干涉技术，是基于光学干涉技术的进一步发展。
在这种技术中，探测器的精度和可靠性进一步提高了。
这种技术的基本思想是利用激光束在不同方向上的传播来构成一个光学谐振腔。
当重力波经过探测器时，它会导致激光束在谐振腔内的相互干涉，从而引起激光光强的变化。
其敏感度高、稳定性好，常用于在空间中开展重力波探测工作。
LISA（Laser Interferometer Space Antenna）就是一个在空间中运行的目前正在开展研究的激光干涉型重力波探测器。
再次，另外一种重力波探测技术则是基于电波干涉原理。
这种技术是利用两个或多个接收机之间的信号差异来探测重力波的。
当重力波通过探测器时，由于不同的接收器之间存在微小的空间距离差异和电磁波传播时间差异等现象，它们接收到的信号会发生差异。
引力波的探测技术
引力波的探测技术引力波的探测技术是近年来物理学领域的重要突破之一。
引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种时空涟漪，它是由质量运动引起的扰动，传播速度为光速。
在过去的一百多年里，科学家们一直致力于探测引力波的存在，并于2015年成功地探测到了首个引力波信号。
本文将重点介绍引力波的探测技术，包括激光干涉仪技术与共振腔探测技术。
一、激光干涉仪技术激光干涉仪技术是目前用于引力波探测的主要方法之一。
激光干涉仪利用激光的干涉效应来探测引力波的信号。
整个系统由两条垂直放置的光路组成，其中一条光路被引力波经过后产生相位变化，另一条光路则无相位变化。
通过将这两条光路的光束重新合并，便可以测量到干涉光的强度差异，进而得到引力波的信号。
激光干涉仪技术具有高灵敏度和高精度的优势，但也存在一些挑战。
首先，激光干涉仪对光路的稳定性要求极高，任何微小的光程差变化都可能导致测量误差。
其次，环境因素的干扰，如地震、温度变化等，也会对干涉仪的性能产生负面影响。
针对这些问题，科研人员提出了一系列创新的解决方案，包括使用高稳定性的激光源、采用被动和主动隔离技术等。
二、共振腔探测技术共振腔探测技术是另一种常用于引力波探测的方法。
共振腔是一种能够放大引力波信号的装置，它通过引力波的能量转化为腔内的光子能量来实现信号的放大。
共振腔通常采用高品质因子的光学腔体，能够提高信号的噪声比，从而增强引力波的探测效果。
共振腔探测技术相较于激光干涉仪技术具有一些独特的优势。
首先，共振腔技术相对来说更加稳定，对环境的要求较低。
其次，由于共振腔能够放大信号，因此其灵敏度更高，能够检测到较弱的引力波信号。
然而，共振腔技术也存在一些挑战，腔体的制备和稳定性要求较高，对材料和工艺的选择有一定限制。
综上所述，激光干涉仪技术和共振腔探测技术是目前引力波探测的两种主要方法。
它们各自具有优点和不足，需要根据具体的实验需求和条件选择合适的技术方案。
未来，随着技术的不断发展，引力波的探测技术将会更加成熟和先进，为人类对宇宙的认知提供更多的信息和可能性。
激光干涉引力波探测原理
激光干涉引力波探测原理
引力波是指由大质量天体的坍塌、合并等导致的时空大尺度结构的弯曲变形，是引力理论研究中最令人着迷的课题之一。
广义相对论预言，引力波可以通过广义相对论效应被观察到，所以探测引力波一直是物理学家们追求的目标。
2012年8月31日，LIGO（激光干涉引力波天文台）和Virgo（太空中的LIGO）探测到了两个引力波信号，这是人类首次直接探测到引力波。
这一结果标志着人类已经成功地探测到了引力波，实现了对引力波的直接观测。
爱因斯坦广义相对论预言，空间和时间会在大质量天体坍塌、合并过程中发生弯曲。
当两个大质量天体（黑洞或中子星）碰撞时，它们会发生坍缩，并在引力场中产生涟漪。
涟漪以光速传播，每秒钟约向外辐射一亿亿个光子（即一个太阳质量的光子）。
这
些光子可以通过“探测引力波”探测到。
由于在宇宙早期诞生的时候发生过类似于今天所观察到的大爆炸，所以很早就有人想到利用引力波来探测大爆炸产生的原始宇宙图像。
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引力波探测器原理及技术进展
引力波探测器原理及技术进展引力波探测器是一种能够探测并测量宇宙中引力波的仪器。
引力波是由质量分布变化引起的时空弯曲传播而来的涟漪，它们是爱因斯坦广义相对论的预言，并在2015年首次被直接探测到。
引力波的探测对于研究宇宙奥秘、验证广义相对论以及探索黑洞等天体物理现象具有重要意义。
本文将介绍引力波探测器的原理和技术进展。
引力波探测器的原理基于幅度和相位的测量。
当引力波通过探测器时，它会引起探测器中的空间长度发生微小的变化。
为了检测这种微小变化，需要利用干涉仪的原理。
引力波探测器一般采用激光干涉仪，将激光分为两束，沿着探测器的两条探测臂传播而后反射回来，再经过干涉将两束激光重新叠加。
当引力波通过探测器时，探测臂的长度会发生微小的变化，导致两束激光的相位差发生变化。
通过测量这种相位差的变化，就可以得到引力波信号的信息。
为了实现高灵敏度的引力波探测，需要解决许多技术上的挑战。
首先是降低干扰噪声。
由于地球自转带来的地面振动、大气扰动等干扰会影响探测器的性能，因此一般需要将探测器建造在地下或者建立隔离系统来降低这些噪声。
其次是减小内部噪声。
探测器内部的热噪声、光子噪声等都会对测量结果产生影响，需要通过制冷技术、抗噪声设计等方式来降低这些噪声。
此外，还需要进行精确的激光稳定技术、光学系统设计等工作，以提高探测器的稳定性和精度。
在技术上，引力波探测器目前采用的主要是激光干涉仪技术。
常见的引力波探测器有地面探测器和空间探测器两种。
地面探测器一般由两条相互垂直的探测臂组成，常见的代表是美国的LIGO探测器和欧洲的Virgo探测器。
这些探测器一般由公里级别的探测臂长度组成，具有较高的灵敏度和分辨率。
而空间探测器则将探测器放置在太空中，以避免地面干扰，并可以构建更长的探测臂，从而提高探测器的灵敏度。
目前正在进行中的空间探测器项目包括欧洲的LISA和美国的LISA研究。
这些空间探测器将以三个相互垂直的太空探测器构成探测器网络，具有更高的灵敏度和更广的频率范围。
引力波探测器设计与性能分析
引力波探测器设计与性能分析引力波是一种理论存在了近百年之久但直到2015年才被首次直接观测到的天文现象。
为了更好地探测引力波，科学家们设计了各种各样的引力波探测器。
本文将对引力波探测器的设计与性能进行分析。
首先，我们需要了解引力波探测器的基本原理。
引力波是爱因斯坦广义相对论基础上的预言，它是在空间中传播的扰动。
探测引力波的关键在于测量波传播过程中的时空扰动。
为了实现这一目标，科学家们设计了一种名为激光干涉仪的装置，它是目前最常用的引力波探测器。
激光干涉仪的基本原理是利用激光的相干性进行测量。
激光通过腔体中的分束器和合束器形成干涉图样，当干涉光途经引力波过程中受到扰动时，干涉图样会发生变化，通过测量这种干涉图样的变化可以推断引力波的存在。
在实际设计中，激光干涉仪通常采用悬臂式的设计。
其工作原理是通过将激光光束分成两束，沿着两个相互垂直的光路传播，然后通过合并两束光束的反馈干涉来测量任何干涉路径的长度变化。
在引力波通过过程中，干涉路径的长度会发生微小的变化，通过测量这种变化可以确定引力波的特性。
为了提高探测器的灵敏度，科学家们进行了不断的改进和优化。
一个重要的因素是降低干涉仪中的噪音水平。
噪音可以来自许多因素，如光学元件的热涨落、电子器件的电磁噪声等。
减少噪音的方法包括降低温度、改进光路设计、提高光学元件的质量等。
另外，引力波探测器还需要考虑威力源的选择。
由于引力波的特性使得其探测距离很长，对威力源的功率要求很高。
常见的威力源包括激光器、光纤放大器等。
而为了提高探测器的探测范围，科学家们还考虑了采用多台引力波探测器组成的网络，以提高系统的灵敏度和覆盖范围。
此外，引力波探测器的数据处理也是一个重要的环节。
由于引力波的信号非常微弱，科学家们需要采用一系列的信号处理算法来提取信号，并校正干扰。
这些算法可以有效地提高数据的信噪比，并提供更准确的结果。
综上所述，引力波探测器设计与性能分析需要考虑多个因素，包括激光干涉仪设计、噪音控制、威力源选择、网络布局以及数据处理等。
激光干涉仪引力波探测器的基本光学结构
激光干涉仪引力波探测器的基本光学结构摘要：引力波是爱因斯坦广义相对论的重要预言,引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一。
以引力波探测为基础的引力波天文学是一门新兴的交叉科学,是对传统电磁辐射天文学的巨大拓展与补充。
作为一种大型的精密光学仪器并作为引力波天文学研究的关键设备，激光干涉仪引力波探测器已在世界各地蓬勃发展起来，开辟了引力波探测的新时代。
给出了激光干涉仪引力波探侧器的工作原理和基本光学结构，讨论了主要的性能参数，分析了光学镜的结构特点及测量方法。
引言引力波是爱因斯坦广义相对论最重要的预言,引力波探测是当代物理学重要的前沿领域之一。
以引力波探测为基础的引力波天文学是一门正在崛起的新兴交叉科学,由于引力辐射独特的物理机制和特性,使得引力波天文学研究的范围更广泛﹑更全面,物理分析更精确﹑更深刻。
它以全新的探测理念和探测方法揭示宇宙的奥秘,探寻未知的天体和物质。
它能提供其他天文观测方法不可能获得的信息,加深人们对宇宙中天体结构的认识,是继以电磁辐射为探测手段的传统天文学之后,人类观测宇宙的一个新窗口,是对电磁辐射天文学巨大的拓展与补充。
作为一种大型的精密光学仪器并作为引力波天文学研究的关键设备,激光干涉仪引力波探测器已在世界各地蓬勃发展起来,开辟了引力波探测的新时代,为引力波天文学研究提供了锐利的武器。
1.激光干涉仪引力波探测器的工作原理用干涉仪进行科学探测的基本原理是比较光在其相互垂直的两臂中度越时所用的时间。
当引力波在垂直于干涉仪所在的平面入射时,由于特殊的偏振特性,它会以四极矩的形式使空间畸变,也就是说,会以引力波的频率,在一个方向上把空间拉伸,同时在与之垂直的方向上把空间压缩,反之亦然。
对于激光干涉仪来说,当引力波通过时,干涉仪相互垂直的两臂所在的那部分空间自然也产生拉伸或压缩效应。
也就是说,引力波会使干涉仪的一臂伸长而同时又使另一臂缩短。
比较光在相互垂直的两臂中度越时所用的时间的变化,就能探测引力波产生的效应,从而知道引力波是否存在。
激光干涉仪引力波探测器
激光干涉仪引力波探测器王运永;殷聪;刘忠有;BLAIR D;JU Li;ZHAO Chunnong;朱兴江;刘见;马宇波;朱宗宏;曹军威;都志辉;王小鸽;钱进【期刊名称】《天文学进展》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】引力波的存在是爱因斯坦在广义相对论中提出的一个重要预言，引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一。
经过近半个世纪的艰苦努力，随着几个大型激光干涉仪引力波探测器在21世纪初的出现并于近几年达到前所未有的灵敏度，引力波探测进入了一个崭新的时代。
人类有望在第二代地基激光干涉仪引力波探测器开始科学运行(约2015年)之后的几年内，不仅可以直接探测到引力波，更将打开一扇观测宇宙的新窗口。
引力波探测也将成为继电磁辐射、宇宙线和中微子之后，人类探索宇宙奥秘的又一重要手段。
介绍了激光干涉仪引力波探测器的性能和工作原理，详细分析了其关键部件，如：迈克尔孙干涉仪、法布里-珀罗腔、功率循环系统、激光器、清模器、倒摆、单体几何反弹簧过滤器、真空系统等的结构、性能和工艺特点，展望了其广阔的发展前景。
%Gravitational Waves (GWs) are perturbations of space-time which propagate at the speed of light. The existence of GWs is one of the greatest predictions of Einstein’s relativistic gravitational theory. GWs could carry information of the stars and the Universe which is inaccessible to electromagnetic radiation, cosmic rays and neutrinos. Direct detec-tion of GWs is one of the most challenging and exciting sub jects in physics. The efforts of direct detection of GWs started at the middle of last century. After near 50 years, large-scale laser interferometer GW detectors, such as LIGO in US and Virgo in Italy, were built in the beginning of this century. Although no GWs have been detected directly, these first generation detectors have reached their design sensitivities (which is unprecedented) antic-ipated more than 20 years ago. It is expected that not only direct detection of GWs will become possible after the advanced versions of LIGO/Virgo come online in around 2015, we will also be able to open a new window to observe our Universe and thus start the time of GW astronomy. We review the working principle, the performances and structures of the core parts of LIGO/Virgo alike GW interferometers, including the high sensitivity Michelson interferometer, the Fabry-Perot cavity, the power recycling system, the high power stabilized laser, the mode cleaner, the seismic attenuation system and the vacuum system.【总页数】35页(P348-382)【作者】王运永;殷聪;刘忠有;BLAIR D;JU Li;ZHAO Chunnong;朱兴江;刘见;马宇波;朱宗宏;曹军威;都志辉;王小鸽;钱进【作者单位】北京师范大学天文学系，北京 100875;中国计量科学研究院，北京100013;中国计量科学研究院，北京 100013;School of physics，University of Western Australia，Australia;School of physics，University of Western Australia，Australia;School of physics，University of Western Australia，Australia;北京师范大学天文学系，北京 100875; School of physics，University of Western Australia，Australia;北京师范大学天文学系，北京100875;北京师范大学天文学系，北京 100875;北京师范大学天文学系，北京100875;清华大学信息研究院，北京 100084;清华大学信息研究院，北京100084;清华大学信息研究院，北京 100084;中国计量科学研究院，北京 100013【正文语种】中文【中图分类】P142.8+4【相关文献】1.欧洲成功发射"激光干涉仪空间天线探路者"探测器 [J], 王帅2.光量子噪声对激光干涉仪引力波探测器灵敏度的影响 [J], 王运永;钱进;韩森;张齐元3.激光干涉仪引力波探测器的基本光学结构 [J], 王运永;钱进;韩森;张齐元4.压缩态光场在激光干涉仪引力波探测器中的应用 [J], 王运永; 韩森; 钱进; 张齐元; 殷聪; 王建波5.激光干涉引力波探测器的参量不稳定性问题及其研究进展 [J], 吴斌;刘见;张珏;陈旭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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激光干涉仪引力波探测器的基本光学结构作者：王运永等来源：《光学仪器》2015年第04期摘要：引力波是爱因斯坦广义相对论的重要预言，引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一。
以引力波探测为基础的引力波天文学是一门新兴的交叉科学，是对传统电磁辐射天文学的巨大拓展与补充。
作为一种大型的精密光学仪器并作为引力波天文学研究的关键设备，激光干涉仪引力波探测器已在世界各地蓬勃发展起来，开辟了引力波探测的新时代。
给出了激光干涉仪引力波探侧器的工作原理和基本光学结构，讨论了主要的性能参数，分析了光学镜的结构特点及测量方法。
关键词：引力波；激光；干涉仪；光学结构中图分类号：TH744.3 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2015.04.019Abstract：The existence of gravitational wave is the greatest predictions of Einstein’s theory of general relativity. The detection of gravitational wave is one of the important frontier sciences of physics. The gravitational wave astronomy based on the detection of gravitational wave is a new interdisciplinary science. It is a big complimentary and expanding of traditional electro-magnetic astronomy. As a high precision optical instrument and the key equipment of gravitational wave astronomy，laser interferometer gravitational detectors are developing very quickly in the world. It opened a new era of gravitational wave detection. The basic optical structure of laser interferometer gravitational detector and its main parameters have been discussed. The characteristics of mirrors and the measurement method for their parameters have been introduced.Keywords：gravitational wave； laser； interferometer； optical structure引言引力波是爱因斯坦广义相对论最重要的预言，引力波探测是当代物理学重要的前沿领域之一。
以引力波探测为基础的引力波天文学是一门正在崛起的新兴交叉科学，由于引力辐射独特的物理机制和特性，使得引力波天文学研究的范围更广泛﹑更全面，物理分析更精确﹑更深刻。
它以全新的探测理念和探测方法揭示宇宙的奥秘，探寻未知的天体和物质。
它能提供其他天文观测方法不可能获得的信息，加深人们对宇宙中天体结构的认识，是继以电磁辐射为探测手段的传统天文学之后，人类观测宇宙的一个新窗口，是对电磁辐射天文学巨大的拓展与补充。
作为一种大型的精密光学仪器并作为引力波天文学研究的关键设备，激光干涉仪引力波探测器已在世界各地蓬勃发展起来，开辟了引力波探测的新时代，为引力波天文学研究提供了锐利的武器。
1 激光干涉仪引力波探测器的工作原理用干涉仪进行科学探测的基本原理是比较光在其相互垂直的两臂中度越时所用的时间。
当引力波在垂直于干涉仪所在的平面入射时，由于特殊的偏振特性，它会以四极矩的形式使空间畸变，也就是说，会以引力波的频率，在一个方向上把空间拉伸，同时在与之垂直的方向上把空间压缩，反之亦然。
对于激光干涉仪来说，当引力波通过时，干涉仪相互垂直的两臂所在的那部分空间自然也产生拉伸或压缩效应。
也就是说，引力波会使干涉仪的一臂伸长而同时又使另一臂缩短。
比较光在相互垂直的两臂中度越时所用的时间的变化，就能探测引力波产生的效应，从而知道引力波是否存在。
激光干涉仪引力波探测器的工作原理[1]如图1所示。
原则上讲，激光干涉仪引力波探测器是一台“变异”的迈克尔逊干涉仪，其相互垂直的两臂各有一个法布里珀罗腔，并带有光循环镜和其他功能部件。
如果不考虑法布里珀罗腔﹑循环镜及其他部件的作用，激光干涉仪引力波探测器就可以简化成一台单次往返的迈克尔逊干涉仪。
从激光器发出的一束单色﹑频率稳定的激光，在分光镜上被分为强度相等的两束，一束经分光镜反射进入干涉仪的一臂（称为Y臂），另一束透过分光镜进入与其垂直的另一臂（称为X臂），在经历了几乎相同的度越时间之后，两束光返回，并在分光镜上重新相遇，并在那里产生干涉。
若两束光的度越时间相等（或时间差为光振动周期的整数倍）则两束光在光探测器上干涉减弱呈暗条纹，而返回激光器的那个合光束则是干涉加强呈亮条纹。
精心调节干涉仪的臂长使两束光完全相干相减，则探测器探测不到光强，激光干涉仪引力波探测器的输出信号为零。
这是探测器的初始工作状态。
当引力波到来时，由于它独特的极化性质，干涉仪两个臂的长度做相反的变化，即一臂伸长时另一臂相应缩短，从而使两束相干光有了新的光程差，破坏了相干减弱的初始条件，有一定数量的光线进入光探测器，使它有信号输出，该信号的大小正比于引力波的无量纲振幅h，探测到这个信号即表明已探测到引力波。
2 激光干涉仪引力波探测器的基本光学结构激光干涉仪引力波探测器是一种大型综合性实验装置，由光学部分、机械部分、信号转换部分和控制部分等组成。
本质上讲，它应该是一台超大型高精度的光学仪器，其光学部分的主体结构如图2 所示，包括迈克尔逊干涉仪、法布里珀罗腔、光循环镜、频率调制器、光隔离器、波片、信号引出系统（后4项图中未绘出）等。
现就主要光学部分进行介绍。
2.1 激光器激光器是激光干涉仪引力波探测器的光源[2]，用于引力波探测的干涉仪对光源有如下要求：（1）高输出功率和好的功率稳定性激光功率涨落产生的霰弹噪声是影响激光干涉仪引力波探测器灵敏度的主要噪声之一，其大小为式中：L为干涉仪臂长；h为普朗克常量；c为光速；λ为波长；Pin为输入功率。
增加激光Pin，可使霰弹噪声压低。
一般要求激光器的输出功率为十几瓦（初级探测器）到两百瓦左右（高级探测器），输出功率不但要大，还要有好的稳定性，因为输出光束强度的涨落会影响暗纹工作点锁定位置的剩余涨落，从而影响干涉仪的灵敏度，对于激光干涉仪引力波探测器来说要求功率稳定性至少应达到δP/P=10-7。
（2）单一的振动频率和高的频率稳定性为使激光干涉仪引力波探测器能够稳定地锁定在需要的工作点上，要求激光器输出的光束具有单一的振动频率。
激光频率涨落引起的噪声是影响干涉仪灵敏度最严重的噪声之一，我们称此噪声为干涉仪的频率噪声，必须尽量减小。
（3）输出光束光斑的横截面是纯净的TEM00模式。
（4）线性偏振。
（5）内在噪声低。
激光干涉仪引力波探测器所用的大功率稳频激光器大多数是注入锁频激光器。
即用一个稳定的低噪声主激光器，注入、锁定一个高功率从属激光器。
2.2 清模器激光干涉仪引力波探测器要求激光束的横向剖面具有纯净的TEM00模式，即应该是基模厄米高斯模式。
因为高阶模式与干涉仪的不对称性相耦合，会使输出信号的对比度变差，而且高阶模式会使法布里珀罗腔镜子表面光强分布改变，产生附加的热噪声。
高阶模式的振幅是不稳定的，它会使镜子不同部位受到的辐射压力发生变化，产生附加的辐射压力噪声，严重时会使镜子抖动引起干涉仪锁定状态的不稳定。
通过清模器可以清除高阶横向模式，清模器的主体部分是一个具有较高透射率的行波谐振腔，常采用由三面光学镜组成的锐三角形结构，其优点是清模效果好，光束抖动噪声小，能选择偏振形式，具有高的频率稳定性，没有光从清模器返回激光器。
合理设计三面镜子的反射和透射系数并适当调节锐角上的镜子，使载频激光和两个旁频都能共振通过。
2.3 功率循环镜从3.2节中我们知道，在激光干涉仪引力波探测器中要尽可能地使用高激光功率，使用功率循环技术[3]。
可以有效地做到这一点，其基本的想法是把从干涉仪亮口射出来的光重新收集起来，再注入干涉仪中，进行循环利用。
因为激光干涉仪引力波探测器的工作点选择在暗纹条件，如果干涉仪内的光损耗很小，几乎所有的入射光功率都会经载频口射出，这是极大的浪费。
在激光器和分光镜之间放上一面镜子，就能实现光能的回收。
这面镜子称为功率循环镜，它把这部分漏出的光与从激光器来的新鲜光混合，一起注入到干涉仪内，则干涉仪内的有效功率将大大增加。
功率循环镜的置入等于在干涉仪上又组成了一个法布里珀罗腔。
腔的一个端镜是功率循环镜，另一面端镜是把整个干涉仪等效成的一个复合镜。
我们称这个法布里珀罗腔为“功率循环腔”，设循环腔内的功率增益为G，不考虑循环镜的功率损耗时有2.4 法布里珀罗腔在迈克尔逊干涉仪中，引力波引起的相位变化与臂长L成正比，臂长越大，相位变化越大。
这种正比关系直到臂长增大到引力波波长的四分之一时都成立，此时光在臂中往返一次的时间等于引力波的半个周期。
例如，对于频率为100 Hz的引力波来说，为了获得最佳探测效果，根据计算，迈克尔逊干涉仪的臂长应为75 km。
在地球上建造这么大尺度的干涉仪是不可能的。
能否把迈克尔逊干涉仪的臂折叠起来，使光在其中的行程达到对引力波的最佳探测效果，而折叠后的长度又合适，使我们有可能在地球上建造它，维修它？这种技术是有的，那就是在臂上使用法布里珀罗腔[4]。
法布里珀罗腔由前后两面镜子组成，入射的激光束在腔内多次来回反射，发生共正振。
法布里珀罗腔光的输入/输出关系如图3所示。
图中L为腔的长度，a0表示入射光的电场振幅，a1为透过输入镜进入腔内的光的电场振幅，a′1是腔内从输入镜自由传播到终端镜后的电场振幅，a2是腔内光场透过终端镜出射的光的电场振幅，a3是a′1经终端镜反射后的电场振幅，a′3是反向自由传播后输入镜的光的电场振幅，a4是腔内的光透过输入镜射出腔外的光的电场振幅。
设输入镜的反射和透射系数分别为r1和t1，终端镜的反射和透射系数分别为r2和t2，则光强的反射系数R和透射系数T是振幅反射透射系数的平方，即R=r2且T=t2。
在单独考虑纵模时，若外部输入激光波长λ和腔长L满足λ=2L/n（n是任意正整数），激光会在腔内发生谐振，此时腔内积累的光功率达到最高，从腔的后端镜透射出来的光强也最强。