MSc/BSc-Arbeit: A quantitative analysis on the impact of beam imperfection on high precision interferometry

Stellenangebot vom 28. Januar 2022

Hochpräzisionsinterferometer sind der Eckpfeiler der modernen Gravitationswellenastronomie und Geodäsiemissionen und für deren enormen Erfolg verantwortlich. Dank ihrer außerordentlichen Empfindlichkeit können sie mikroskopische Längenschwankungen entlang ihrer optischen Achsen aufspüren. Dies hat jedoch seinen Preis: Sie sind ebenso empfindlich gegenüber unerwünschten externen Störungen.

Viele dieser Rauschquellen konnten in der Vergangenheit identifiziert und erheblich reduziert werden. Dennoch ist der Beitrag einiger Quellen unbekannt und muss noch ermittelt werden. Eine davon sind die in jedem Messstrahl vorhandenen Strahlunvollkommenheiten.

The project

In diesem Master- oder Bachelorprojekt werden Sie unsere hauseigene C++-Bibliothek IfoCAD verwenden, um den Einfluss von Strahlverformungen auf das Ausgangssignal eines Heterodyn-Interferometers zu bestimmen. Zu diesem Zweck werden Sie ein Heterodyn-Auslesesignal simulieren und untersuchen, während Sie einen fundamentalen Gauß-Strahl mit einer Überlagerung von Hermite-Gauß-Moden deformieren. Um die Simulationen zu validieren, werden Sie Ihre Ergebnisse mit experimentellen Daten vergleichen. Zu diesem Zweck werden die Wellenfronteigenschaften im Labor gemessen und mit einem speziellen Fit-Algorithmus charakterisiert.

Ihre Arbeit wird dazu beitragen, die Auswirkungen von Strahlunvollkommenheiten auf die Auslesung von Hochpräzisionsinterferometern abzuschätzen um Entscheidungen darüber treffen zu können, ob die Reinheit von Strahlgeometrien in zukünftigen Experimenten verbessert werden muss.

Vorkenntnisse in Gaußscher Strahlentheorie, Interferometrie und C/C++ wären von Vorteil.

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