空间引力波探测前向杂散光测量和抑制

摘要

在空间引力波探测的超长臂干涉测量过程中,杂散光问题长期以来受到广泛关注。一方面,本地干涉仪发出的激光通过望远镜时会产生后向相干杂散光。另一方面,在轨情况下,来自空间的环境辐射入射到航天器还会产生前向非相干杂散光。一直以来,前向非相干杂散光受到的关注较少,然而却是空间引力波望远镜设计必须要考虑的因素。因此,本文对空间引力波探测望远镜在轨情况下产生的杂散光进行测量与抑制。首先,根据太极计划三星卫星编队的轨道数据对全年太阳角进行计算,对1064 nm波段附近的太阳辐射进行评估,推导了遮光罩投影函数,最终给出遮光罩设计指标。然后,对望远镜进行光学与机械建模,并对关键光学元件进行散射测量。最后,根据入射太阳光能量对到达望远镜出瞳的杂散光进行计算。结果表明:当入射光与光轴夹角为60°时,出瞳处的杂散辐射可达到3.9×10^(−12)W,对应点源透射比为8.7×10^(−9),满足空间引力波探测超低杂散光的需求。