維爾戈干涉儀儀器擋板的粗糙度表征

Sensofar被選擇執(zhí)行這些測量任務(wù)，因?yàn)樗麄冊谶@方面有專業(yè)知識(shí)和易于接觸的特點(diǎn)

巴塞羅那高能物理研究所（IFAE）為先進(jìn)維爾戈開發(fā)了一種新型的儀器擋板。該擋板已經(jīng)安裝在輸入模式凈化器（IMC）腔的端鏡前（圖2）。它的目的是吸收到達(dá)其表面的雜散光。未被吸收的一小部分會(huì)散射到IMC塔的壁上。鏡面的粗糙度會(huì)導(dǎo)致光在未知方向上發(fā)生不可預(yù)測的散射。如果這些光與主光束重新疊加，可能會(huì)偽造出引力波信號(hào)。

圖 2. Advanced Virgo 儀表擋板的安裝圖片。 圖片來源：IFAE。

儀器擋板表面拋光質(zhì)量的確定

在巴塞羅那高能物理研究所（IFAE），使用S neox光學(xué)輪廓儀來確定用于構(gòu)建儀器擋板的拋光不銹鋼表面的粗糙度。具體而言，在進(jìn)行不同的表面處理（如拋光和孔加工）后進(jìn)行了測量（圖3）。

圖3. 進(jìn)行表征的樣本。

對(duì)于測量樣本，僅使用相移干涉術(shù)（PSI）這種在S neox中可用的干涉模式才能滿足分辨率和重復(fù)性的要求。這種光學(xué)技術(shù)具有極低的測量噪聲，甚至可達(dá)到0.1埃的水平。這對(duì)于分析超光滑表面非常理想，這些表面的Ra值低于10納米（圖4）。

平板擋板

試驗(yàn)樣品

圖5. 對(duì)三個(gè)分析數(shù)據(jù)集計(jì)算得出的參數(shù)的區(qū)分度評(píng)估。綠色表示良好的區(qū)分度，黃色表示中等，紅色表示低

此外，SensoPRO可以顯示兩個(gè)參數(shù)如何組合形成散點(diǎn)圖，以查看可能的相關(guān)性（圖6）。