长期稳定光学谐振腔热屏蔽的数学模型

旨在测试基础物理的现代实验，如以前所未有的精度测量引力波或测试洛伦兹不变性，需要长期高度稳定的热环境。为了实现这种稳定性，通常包含光学谐振腔的实验被嵌置于热屏蔽罩内，该屏蔽罩被动地将外部温度波动衰减至可接受的水平。这些热屏蔽通常使用繁琐的数值模拟或简单的解析模型来设计。在本文中，我们提出了一种精确的解析方法来评估被动热屏蔽在频域中的性能，该方法能够实现快速评估与优化。模型分析还揭示了屏蔽的一些有趣特性，例如在某些材料与几何形状的组合下，其传递函数在特定频率处会出现凹陷。我们通过将结果与基于有限元方法的商业软件进行的数值模拟进行比较，验证了该结果。