Advanced LIGO

Advanced LIGO

Das AEI ist Partner im aLIGO-Projekt und steuert den vorstabilisierten Laser für alle aLIGO-Detektoren bei. AEI-Wissenschaftler arbeiten außerdem an der Inbetriebnahme und Wartung der aLIGO-Detektoren mit.

Der Advanced LIGO (aLIGO)-Detektor wird letztendlich mehr als zehnmal empfindlicher als die ersten LIGO-Detektoren sein und ein breiteres Frequenzband abdecken.

Das AEI trägt die Verantwortung für die auf 200 Watt vorstabilisierten Lasersysteme von Advanced LIGO. Von 2010 bis 2012 hat das AEI die Lasersysteme entwickelt, geliefert und eingebaut, sowohl am Detektorstandort in Hanford als auch am Standort Livingston. Die Arbeit an den vorstabilisierten Lasersystemen haben sich das Laserzentrum Hannover, das sich auf Laserentwicklung konzentriert, und das AEI geteilt, welches sich mit der Diagnostik, Kontrolle und Stabilisierung von Hochleistungslasersystemen befasst.

Das Advanced-LIGO-Lasersystem

Das aLIGO-Lasersystem besteht aus einem 2-Watt Nd:YAG-Grundlaser, der mit einem Nd:YVO-Verstärker auf 35 Watt Leistung verstärkt wird. Dieser 35-Watt-Laser dient als Masterlaser in einem durch „injection locking“ angekoppelten System, das ein auf 200 Watt verstärktes Hochleistungslasersystem ergibt. Der Ausgang dieses Hochleistungslasersystems wird durch einen neu entwickelten „bowtie“-Resonator räumlich gefiltert, der 165 Watt in der Gaussschen Grundmode durchlässt, und nur 1% der Leistung in höhere Moden abgibt. Dieser Modenfilter hat zwei Hilfsausgänge, um Teilstrahlen für die Leistungs- und Frequenzstabilisierung zu entnehmen. Eine Diagnoseeinheit ist fester Bestandteil des Lasersystems, die die vollautomatische Charakterisierung des 35-Watt- und des 200-Watt-Lasers im Hinblick auf zeitliche und räumliche Fluktuationen und die räumliche Strahlqualität erlaubt.

Seit ihrem Einbau arbeiten die aLIGO-Lasersysteme stabil; sie stellen verlässliche Lichtquellen für Gravitationswellen-Detektoren dar.

Zusätzlich zu den Lasern für die LIGO-Detektoren wird eine Kopie des 200-Watt-Lasersystems im AEI betrieben, um das Langzeitverhalten des Systems zu überprüfen und um die Systemkomponenten zu optimieren. Darüberhinaus wird der hochstabile 165-Watt-Laserstrahl in mehreren Experimenten genutzt, um Hochleistungslaserstrahlen bei verschiedenen Wellenlängen und mit neuartigen Strahlprofilen zu erzeugen.

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