通过组合介质质表面和多层堆叠设计低损耗高反射镜，用于引力波探测器
光学
2026-05-12 v3 天体物理仪器与方法
摘要
用于开发下一代引力波观测仪，设计新的低机械损耗、高反射镜至关重要。当前最先进的非晶多层反射性涂层在干涉仪引力波探测器的表面上呈现为探测器灵敏度的限制因素，由于其热噪声。这些涂层需要大量薄层才能实现超高反射率。然而，随着所用层数的增加，这类堆叠产生的热噪声也随之增大。这些介质镜代表了一种非常成熟的技术，当前的研究仅产生渐进性的改进，凸显出需要新的技术解决方案来解决这一具体问题。本文提供了将共振质表面与多层堆叠组合的镜子设计性能预期的见解。所建议的镜子设计确保了干涉仪引力波探测器所需的高反射率，同时使用经过正确选取材料的较少层数。它允许将热噪声性能最差的材料（TiO2:Ta2O5）的总厚度降低超过3倍，使其成为降低热噪声的有前景的选项。
引用
@article{arxiv.2603.16656,
title = {Designing a low-loss high reflectivity mirror for gravitational waves detectors by combining a dielectric metasurface and a multilayer stack},
author = {Edith Hartmann and Michel Lequime and Jerome Degallaix and Michael T. Hartman and Paul Rouquette and Claude Amra and Myriam Zerrad},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.16656},
year = {2026}
}