Автореферат (1102363), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Ïîýòîìó áûëî ïðåäïîëîæåíî,÷òî ýòî âåëè÷èíà ïîðÿäêà ðàçìåðà àòîìà êâàðöàλ ≈ 1.54 × 1016a ≈ 0.22ñîáûòèé â ñåêóíäó â êóáè÷åñêîì ìåòðå.  ðåçóëüòàòå ñïåêòðàëüíàÿ ïëîò-íîñòü øóìà ðàññòåêëîâàíèÿ íà ÷àñòîòå 100 Ãö ïðè6.31 × 10−25íì. Ýòî ïîçâîëÿåò ðàññ÷èòàòüm/Hz1/2, ÷òî â8000R = L = 20ñì èw = 6ñì ðàâíàðàç ìåíüøå ðàññìîòðåííûõ â ïåðâîé ãëàâå áðîóíîâñêèõøóìîâ â ïîêðûòèÿõ è ïîäëîæêè çåðêàë LIGO.Îöåíêà äðóãîãî øóìà, îñíîâàííîãî íà äèñêðåòíûõ ñîáûòèÿõ, áûëà íåäàâíî ïðîâåäåíàÞ. Ëåâèíûì [17]. Îí ðàññìîòðåë ñïîíòàííûå ñîáûòèÿ ðåëàêñàöèè íàïðÿæåíèÿ (ñîáûòèÿ ïîëçó÷åñòè) â íèòÿõ ïîäâåñîâ. Îäíàêî, îí òàêæå èñïûòàë íåõâàòêó äàííûõ î ïëîòíîñòè ÷àñòîòûñîáûòèé è îáú¼ìà ñîáûòèÿ, ÷òî íå ïîçâîëèëî åìó ïîëó÷èòü àáñîëþòíûå çíà÷åíèÿ ñïåêòðàëüíûõ ïëîòíîñòåé øóìà. Ìîæíî ñïîðèòü î ïðîèñõîæäåíèè è íàïðàâëåíèè äåéñòâèÿ ñîáûòèéïîëçó÷åñòè, îäíàêî ëîêàëüíîå ïåðåðàñïðåäåëåíèå ñâÿçåé, ñîîòâåòñòâóþùåå ðàññòåêëîâàíèþ,äîëæíî ïðèâîäèòü ê ñõîæèì ïîñëåäñòâèÿì.
Ïðè ýòîì ôîðìàëèçì ðàçðàáîòàííûé â [17] äîëæåí ñîõðàíèòüñÿ, è ìû ìîæåì èñïîëüçîâàòü ôîðìóëû (49) è (52) èç åãî ðàáîòû äëÿ îöåíêèøóìà ðàññòåêëîâàíèÿ â ïîäâåñàõ.11Ïðîñòûå îöåíêè øóìîâ â ïîäâåñàõ íå ó÷èòûâàþò ñëîæíóþ ìíîãîóðîâíåâóþ ñèñòåìóïîäâåñîâ â LIGO. Áîëåå òîãî ïàðàìåòð ñêîðîñòè ïðîöåññà â íàãðóæåííîì ñëó÷àå (ìàññûçåðêàë íå ìàëûå îêîëî 40 êã) ìîæåò áûòü ìåíüøå, òàê êàê ðàñòÿæåíèå, âûçâàííîå ìàññèâíûìè çåðêàëàìè, ïðîòèâîñòîèò êðèñòàëëèçàöèè, òðåáóþùåé ñæàòèÿ.
Ýòî óêàçûâàåò íàòî, ÷òî ìû ïðîèçâåëè îöåíêó, ïî êðàéíåé ìåðå, âåðõíåãî ïðåäåëà øóìà. Òàê êàê ýòà îöåíêàëåæèò íà óðîâíå â2 × 105ðàç ìåíüøåì, ÷åì óæå ó÷ò¼ííûå øóìû ïîäâåñîâ è áðîóíîâñêèåøóìû, ýòîãî âïîëíå äîñòàòî÷íî äëÿ çàêëþ÷åíèÿ, ÷òî äàííûå øóìû íèêàê íå ïîâëèÿþò íà÷óâñòâèòåëüíîñòü LIGO.Âî âòîðîì ðàçäåëå îïèñûâàþòñÿ øóìû âÿçêîñòè. Ôëóêòóàöèîííî-ÄèññèïàöèîííàÿÒåîðåìà óòâåðæäàåò, ÷òî èñòî÷íèê äèññèïàöèè â ñèñòåìå ÿâëÿåòñÿ òàê æå èñòî÷íèêîì ôëóêòóàöèé. Ñïåêòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü øóìà â çåðêàëå ïðåäñòàâëÿåòñÿ â âèäåS(ω) =ãäåω÷àñòîòà,kBâîñòü ïîäëîæêè,4kB TIm[αs + αjc + αjs ],ωïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà,αjcandαjsTòåìïåðàòóðà,αs(2.2.1) äèíàìè÷åñêàÿ âîñïðèèì÷è- âîñïðèèì÷èâîñòè ïîêðûòèÿ è íàâåä¼ííàÿ ïîêðûòèåì äîáàâêà êâîñïðèèì÷èâîñòè ïîäëîæêè.Íå ñóùåñòâóåò èçìåðåíèé âÿçêîñòè ñòåêîë ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå.
Âñå èçìåðåíèÿïðîâîäÿòñÿ ïðè òåìïåðàòóðå áëèçêîé ê òåìïåðàòóðå ñòåêëîâàíèÿ (áîëååêâàðöà), êîãäà ýòî çíà÷åíèå äîñòàòî÷íî íåâåëèêî (ïîðÿäêà1012Tg = 1446K äëÿÏà·ñ). Ïðè ïîâûøåíèè òåì-ïåðàòóðû ëîãàðèôì âÿçêîñòè ïðàêòè÷åñêè ëèíååí îòíîñèòåëüíî îáðàòíîé òåìïåðàòóðû. Ëèíåéíîé èíòåðïîëÿöèåé äî êîìíàòíîé òåìïåðàòóðû ìîæíî ïîëó÷èòü çíà÷åíèå âÿçêîñòè ïîðÿäêà1038Ïà·ñ. Îäíàêî â íåäàâíèõ ðàáîòàõ î ïðîòåêàíèè ïëàñòèí èç ïëàâëåíîãî êâàðöà, âêîòîðûõ â òå÷åíèå ïÿòè ëåò íàáëþäàëàñü äåôîðìàöèÿ ïîä äåéñòâèåì ñîáñòâåííîãî âåñà ïðèêîìíàòíîé òåìïåðàòóðå, áûëî ïîëó÷åíî ãîðàçäî ìåíüøåå çíà÷åíèåη = 2 × 1017Ïà·ñ. äèññåðòàöèè îáñóæäàåòñÿ ìîäåëü âÿçêîñòè (ñòàíäàðòíàÿ ëèíåéíàÿ ìîäåëü óïðóãîñòè)è å¼ ñëåäñòâèÿ äëÿ ¾òå÷åíèÿ¿ ïëàñòèí è çàòóõàíèÿ óëüòðàçâóêà.Âÿçêèé øóì ïîäëîæêè ïðåîáëàäàåò íàä áðîóíîâñêèìè øóìàìè ïîäëîæêè íà ÷àñòîòàõìåíåå 11 Ãö.
Ñòîèò îòìåòèòü, ÷òî ïðè èñïîëüçîâàíèè çíà÷åíèÿ âÿçêîñòè èç [18] òî÷êà èõ ïåðåñå÷åíèÿ ñìåùàåòñÿ íà 100 Ãö öåíòðàëüíóþ ÷àñòîòó êðèâîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè óñòðîéñòâà.Ïîýòîìó ïîëó÷åíèå áîëåå òî÷íûõ îöåíîê âÿçêîñòè íåîáõîäèìî.  òî æå âðåìÿ âÿçêèé øóìíå ïðåäñòàâëÿåò óãðîçû äëÿ ïðîåêòà ïîêà íå áóäåò ñóùåñòâåííî ñíèæåí áðîóíîâñêèé øóìïîêðûòèÿ, ÿâëÿþùèéñÿ íàèáîëüøèì íà äàííûé ìîìåíò.
Çàìåòèì, ÷òî øóì ðàññòåêëîâàíèÿîáðàòíî ïðîïîðöèîíàëåí âÿçêîñòè è õîðîøî ïîíèæàåòñÿ ñî ñíèæåíèåì òåìïåðàòóðû.Ñòîèò îòìåòèòü, ÷òî íà äàííûé ìîìåíò íåò äàííûõ î âÿçêîñòè â òîíêèõ ïë¼íêàõ îêñèäà12êðåìíèÿ è îêñèäà òàíòàëëà.Èòîãè ãëàâû 2. ãëàâå áûëè ïðîàíàëèçèðîâàíû øóìû ñâÿçàííûå ñ àìîðôíîé ïðèðîäîé ïîäëîæêè.Ñòåêëîîáðàçíîå ñîñòîÿíèå âåùåñòâà íåäîñòàòî÷íî èññëåäîâàíî è ìíîãèå âàæíûå ïàðàìåòðûåù¼ íå îïðåäåëåíû èëè îáëàäàþò ñèëüíîé çàâèñèìîñòüþ îò ñîñòàâà è ïðåäûñòîðèè îáðàçîâàíèÿ îáðàçöà. Òàê îïðåäåë¼ííûå ðàçíûìè ýêñïåðèìåíòàòîðàìè ðàçíîñòè âíóòðåííèõ ýíåðãèéñòåêëîîáðàçíîãî è êðèñòàëëè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ðàçëè÷àþòñÿ â äâà-òðè ðàçà, óãîë ìåõàíè÷åñêèõ ïîòåðü â çàâèñèìîñòè îò ïðîèçâîäèòåëÿ íà ïîðÿäêè, à èçìåðåííàÿ â îïèñàííûõýêñïåðèìåíòàõ âÿçêîñòü ìåíüøå ýêñòðàïîëèðîâàííûõ íà 15 ïîðÿäêîâ.
Òàêæå î÷åíü ìàëîäàííûõ, ïîçâîëÿþùèõ îïðåäåëèòü äîïîëíèòåëüíûå óïðóãèå ïàðàìåòðû ïëàâëåíîãî êâàðöà. ñâÿçè ñ òåì, ÷òî îí íàõîäèòñÿ íà ãðàíèöå ìåæäó æèäêîñòüþ è òâ¼ðäûì òåëîì, åãî ïîâåäåíèå îïèñûâàåòñÿ íå ÷åòûðüìÿ (îáú¼ìíûé è ñäâèãîâûé ìîäóëè è âÿçêîñòè), à øåñòüþïàðàìåòðàìè (åù¼ îäíà óïðóãàÿ ïðóæèíà).  ëèòåðàòóðå æå äëÿ îïèñàíèÿ èñïîëüçóþò îäíîèç äâóõ ïðèáëèæåíèé, îáû÷íî áåç îáñóæäåíèÿ óñëîâèÿ èõ ïðèìåíèìîñòè.Ðàñ÷¼òû ïîêàçàëè, ÷òî îïèñàííûå øóìû íå äîñòàòî÷íî ñèëüíû, ÷òîáû ïîâëèÿòü íà ðàáîòó ñóùåñòâóþùèõ ïðèáîðîâ è ñëàáåå äðóãèõ èçâåñòíûõ èñòî÷íèêîâ.
Îäíàêî ââèäó îòñóòñòâèÿ íåêîòîðûõ äàííûõ íåëüçÿ ãîâîðèòü î âûñîêîé äîñòîâåðíîñòè äàííîãî óòâåðæäåíèÿ.Òàê âÿçêèå ïàðàìåòðû ïëàâëåíîãî êâàðöà òðåáóþò áîëåå òî÷íîãî èññëåäîâàíèÿ.2.3.Ãëàâà 3 Øóìû â ýëåêòðîîïòè÷åñêèõ ìîäóëÿòîðàõ íà îñíîâåìèêðîðåçîíàòîðîâ ñ ìîäàìè øåï÷óùåé ãàëåðåè Ãëàâå 3 èññëåäóåòñÿ âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ âûñîêî÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåêòðîîïòè÷åñêèõìîäóëÿòîðîâ íà áàçå ìèêðîðåçîíàòîðîâ ñ ìîäàìè øåï÷óùåé ãàëåðåè. Ïðîâîäèòñÿ àíàëèç ðåæèìîâ ðàáîòû ìîäóëÿòîðà è ïîñòðîåíèå ìàòåìàòè÷åñêîé è ÷èñëåííîé ìîäåëè óñòðîéñòâà.Ðàññìîòðåíû òåïëîâûå øóìû â ìèêðîðåçîíàòîðå. Ñîçäàí êîìïëåêñ ïðîãðàìì äëÿ ðàñ÷¼òàâåëè÷èíû ýëåêòðîîïòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â ñèñòåìå ïðè ðàçëè÷íûõ êîíôèãóðàöèÿõ ðàäèî÷àñòîòíîé ÷àñòè äëÿ ïîñëåäóþùåé îïòèìèçàöèè, à òàêæå äëÿ ðàñ÷¼òà òåïëîâûõ øóìîâ.Èíòåðôåðîìåòð Ìàéêåëüñîíà, îáñóæäàâøèéñÿ ðàíåå, íå åäèíñòâåííûé îïòè÷åñêèé ïðèáîð âûñîêîé òî÷íîñòè.
Ñóùåñòâóåò áîëåå èíòåðåñíàÿ ñ íåêîòîðûõ òî÷åê çðåíèÿ (â ÷àñòíîñòè ñïðàêòè÷åñêîé) ðåçîíàíñíàÿ ñèñòåìà. Îïòè÷åñêèå ìèêðîðåçîíàòîðû ñ ìîäàìè òèïà øåï÷óùåéãàëåðåè (MÌØÃ) âïåðâûå ïðîäåìîíñòðèðîâàííûå íà êàôåäðå ôèçèêè êîëåáàíèé ôèçè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà ÌÃÓ â 1989 ãîäó â ãðóïïå ÷ëåí-êîðð. ÐÀÍ Â. Á. Áðàãèíñêîãî [19] ñî÷åòàþòâûñîêóþ äîáðîòíîñòü (äî1011 ),ìàëûå ðàçìåðû (äåñÿòêè ìèêðîí) è âûñîêóþ êîíöåíòðàöèþ13îïòè÷åñêîãî ïîëÿ. Îïòè÷åñêèå ìèêðîðåçîíàòîðû ñ ìîäàìè òèïà øåï÷óùåé ãàëåðåè âûçûâàþòâ íàñòîÿùåå âðåìÿ ïîñòîÿííî ðàñòóùèé èíòåðåñ â ñâÿçè ñ âîçìîæíîñòÿìè èõ ïðèìåíåíèÿ âðàçëè÷íûõ óñòðîéñòâàõ ìèêðîôîòîíèêè. ÌÌØà èç ïëàâëåíîãî êâàðöà ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â ïàññèâíûõ óñòðîéñòâàõ, òàêèõ êàê ôèëüòðû, äèñêðèìèíàòîðû, äàò÷èêè ñìåùåíèÿ, õèìè÷åñêèå è áèîëîãè÷åñêèå ñåíñîðû è ò.
ä. Ðåâîëþöèîííûì ðàçâèòèåì ÌÌØà ñòàëàòåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ îïòè÷åñêèõ ðåçîíàòîðîâ ñ ìîäàìè øåï÷óùåé ãàëåðåè èç ðàçëè÷íûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü àêòèâíûå óñòðîéñòâà, òàêèå êàêýëåêòðîîïòè÷åñêèå ìîäóëÿòîðû [20], ïðè¼ìíèêè [21] è îïòîýëåêòðîííûå ãåíåðàòîðû [22]. Â÷àñòíîñòè, â òàêèõ ðåçîíàòîðàõ, èçãîòîâëåííûõ èç êðèñòàëëè÷åñêîãî ôëþîðèòà (CaF2 ) áûëàïðîäåìîíñòðèðîâàíà ðåêîðäíàÿ îïòè÷åñêàÿ äîáðîòíîñòü äëÿ êîìïàêòíûõ ðåçîíàòîðîâ> 1011[23]. Ìåòîä èçãîòîâëåíèÿ ðåçîíàòîðîâ ñ ïðåäåëüíîé äîáðîòíîñòüþ, ñ èñïîëüçîâàíèåì ìíîãîêðàòíîãî îòæèãà ñ ïîñëåäóþùèìè àñèìïòîòè÷åñêèìè ïåðåïîëèðîâêàìè çàùèùåí ïàòåíòîì[24]. ïîñëåäíåå äåñÿòèëåòèå áîëüøîå âíèìàíèå óäåëÿåòñÿ óñòðîéñòâàì îïòè÷åñêîé ïåðåäà÷èè îáðàáîòêè ðàäèî÷àñòîòíûõ è ÑÂ× ñèãíàëîâ. Áûëà ðàçðàáîòàíà øèðîêàÿ ãàììà óñòðîéñòâ,ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ îáðàáîòêè ðàäèî÷àñòîòíûõ è ÑÂ× ñèãíàëîâ íåïîñðåäñòâåííî â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå áåç îáðàòíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ÷àñòîòû.
Ïðè ýòîì èñïîëüçóþòñÿ ïðåèìóùåñòâà îïòè÷åñêèõ êàíàëîâ ñâÿçè áîëüøîé åìêîñòè, ïîçâîëÿþùèõ ïåðåäàâàòü èíôîðìàöèþ ñáîëüøîé ñêîðîñòüþ, ìàëûìè ïîòåðÿìè è ìàëûì ïîòðåáëåíèåì ýíåðãèè. Ðàçìåðû è ñòîèìîñòüóñòðîéñòâ îêàçûâàþòñÿ ãîðàçäî íèæå ïî ñðàâíåíèþ ñ ýëåêòðîííûìè óñòðîéñòâàìè, îñîáåííî óñòðîéñòâàìè ÑÂ× äèàïàçîíà. Äëÿ ðåàëèçàöèè ýòîé ïðîãðàììû òðåáóþòñÿ ýôôåêòèâíûåýëåêòðî-îïòè÷åñêèå àìïëèòóäíûå è ôàçîâûå ìîäóëÿòîðû, îïòè÷åñêèå óñèëèòåëè, îïòè÷åñêèåôèëüòðû, âîëíîâîäû, ðàçâåòâèòåëè, ïðèåìíèêè è ò. ä.
Ïåðñïåêòèâíûì áàçèñíûì ýëåìåíòîìäëÿ ìíîãèõ èç òàêèõ óñòðîéñòâ ÿâëÿþòñÿ îïòè÷åñêèå ìèêðîðåçîíàòîðû ñ ìîäàìè øåï÷óùåéãàëåðåè.Âî ââåäåíèè ãëàâû 3 ïðèâåäåíî îïèñàíèå ìîä øåï÷óùåé ãàëåðåè è ïðèâåäåíû èçâåñò-íûå èç ïóáëèêàöèé ðåçóëüòàòû äëÿ øóìîâ â ìèêðîðåçîíàòîðàõ è îáùèå ìåòîäû, êîòîðûìèîíè áûëè ïîëó÷åíû. ïåðâîì ðàçäåëå ãëàâû 3 ðàññìàòðèâàþòñÿ íåëèíåéíûå ìèêðîðåçîíàòîðû ñ ìîäà-ìè øåï÷óùåé ãàëåðåè (ÌÌØÃ) è ýëåêòðîîïòè÷åñêèå ìîäóëÿòîðû. Ìàëûå ðàçìåðû è âûñîêàÿ êîíöåíòðàöèÿ îïòè÷åñêîãî ïîëÿ â ÌÌØà ïîçâîëÿåò îæèäàòü ñèëüíîå ýëåêòðîîïòè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå â ðåçîíàòîðàõ èçãîòîâëåííûõ èç òðàäèöèîííûõ íåëèíåéíî-îïòè÷åñêèõêðèñòàëëîâ ïðè íàäëåæàùåì ïîäáîðå îïòè÷åñêèõ ìîä è êîíôèãóðàöèè âíåøíåãî âûñîêî÷àñòîòíîãî ïîëÿ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
