GRAVITY 计量系统：光纤计量建模

GRAVITY 是第二代 VLT 干涉仪 (VLTI) 仪器，用于高精度窄角天体测量和相位参考干涉成像。GRAVITY 的激光计量系统是其天体测量模式的核心，必须以 10 微角秒的精度测量两颗恒星的距离。这意味着计量系统必须将 GRAVITY 两个光束合成器之间的光程差测量到 5 nm 的水平。计量设计存在一些非共光路，因此必须稳定在 1 nm 水平，否则会影响 GRAVITY 的性能。我们过去对原型机进行的各种测试提供了关于导致此误差的组件及其对总误差各自贡献的线索。然而，仅凭光程差 (OPD) 测量很难评估其确切起源，从而难以提出解决此问题的方案。在本文中，我们展示了基于理论基础及关键组件表征的光纤计量系统的半经验建模结果。针对温度、波导加热或机械应力等各种效应对计量系统进行的建模，将有助于我们理解计量的行为。此建模的目标是：1) 对测试装置进行建模并复现测量结果（作为建模的验证）；2) 确定非共光路误差的起源；3) 提出对当前计量设计的修改以达到所需的 1 nm 稳定性。