Разработан лазерный прототип космического детектора гравитационных волн

Москва, 14:04, 19 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Ученые создали прототип лазера для первой космической обсерватории гравитационных волн – миссии Лазерной интерферометрической космической антенны (ЛИКА).

Новое устройство почти соответствует требованиям к оборудованию ЛИКА, приближая амбициозный проект к реализации, сообщает sciencedaily.com. Стив Лекомте из швейцарской исследовательской фирмы CSEM представит устройство на Лазерном конгрессе Оптического общество, проходящем с 29 сентября по 2 октября в Вене, Австрия.

ЛИКА дополнит наземные детекторы, вроде Лазерной интерферометрической обсерватории гравитационных волн (LIGO) Национального научного фонда США. Работа обоих объектов зависит от лазеров. Помимо точности и надежности, аппарат на борту ЛИКА должен соответствовать условиям длительного пребывания в космосе.

Система должна быть запущена в начале 2030-х. ЛИКА состоит из 3 аппаратов, формирующих треугольник со сторонами, длиной миллионы километров. Корабли будут отражать лазеры, объединяя сигналы в поисках признаков гравитационных волн.

Компоненты обсерватории должны идеально функционировать вместе и по отдельности для успеха миссии. От лазера требуется соответствие стандартам мощности, длины волны, шума, стабильности, чистоты и других параметров. Исследователи создали аппарат, подходящий почти под все критерии ESA и NASA. Оптические и электронные компоненты совместимы с космическим оборудованием или основаны на технологиях, для которых доступны его компоненты.

Система начинается с затравочного лазера. Самостоятельно вводимый синхронизированный аппарат будет работать на частоте миссии 1064 нм. Излучаемый свет поступает в усилитель из легированных иттербием волокон (YDFA), повышающий среднюю мощность с 12 до 46 мВт. Часть обработанного света направляется на опорный резонатор, улучшающий спектральную чистоту и стабильность лазера на несколько порядков. Основное излучение затем проходит фазовый модулятор, позволяющий сравнивать сигналы путем интерферометрии. Второй YDFA усиливает сигнал почти до 3 Вт. Дополнительные компоненты стабилизируют мощность.

Команда создала специальную тестовую станцию для оценки прототипа. Ученые использовали стабилизированный сверхузкий лазер на 1560 нм. Опыты показали соответствие оборудования всему частотному диапазону ЛИКА.