Strategies to reduce the thermoelastic loss of multimaterial coated finite substrates
Strategies to reduce the thermoelastic loss of multimaterial coated finite substrates
复制标题
减少多材料涂层有限基材热弹性损失的策略
DOI：
10.1088/1361-6382/acdd49
复制
发表时间：
2023
影响因子：
3.5
通讯作者：
Hellman, F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhou, R;Molina-Ruiz, M;Hellman, F
热弹性损耗是谐振系统中一种重要的能量耗散机制。仔细分析热弹性损耗对于设计用于高精度应用的低噪声器件至关重要，例如用于引力波（GW）探测器的反射镜。在本文中，我们提出了解析解的热弹性损失，由于热弹性之间的不同材料的接触。我们发现有限基板的多材料涂层的热弹性损失的表达式，并分析其依赖于材料特性，反射镜设计和操作实验条件。我们的研究结果表明，较低的工作镜温度，更薄的层和更高数量的涂层中的接口，并选择的第一层的涂层，最大限度地减少与基板的热膨胀不匹配的策略，减少热弹性损失，因此，减少热噪声，限制了传感应用中的分辨率。本文提出的结果是相关的低噪声GW探测器的发展和其他实验敏感的能量耗散机制时，不同的材料接触。
Thermoelastic loss is an important energy dissipation mechanisms in resonant systems. A careful analysis of the thermoelastic loss is critical to the design of low-noise devices for high-precision applications, such as the mirrors used for gravitational-wave (GW) detectors. In this paper, we present analytical solutions to the thermoelastic loss due to thermoelasticity between different materials that are in contact. We find expressions for the thermoelastic loss of multimaterial coatings of finite substrates, and analyze its dependencies on material properties, mirror design and operating experimental conditions. Our results show that lower operating mirror temperature, thinner layers and higher number of interfaces in the coating, and the choice of the first layer of the coating that minimizes the thermal expansion mismatch with the substrate are strategies that reduce the thermoelastic loss and, therefore, diminish the thermal noise that limits the resolution in sensing applications. The results presented in this paper are relevant for the development of low-noise GW detectors and for other experiments sensitive to energy dissipation mechanisms when different materials are in contact.
登录
查看更多内容
吸收率极低的非晶硅：克服引力天文学中的热噪声。
影响因子：
8.6
作者：
Birney R
通讯作者：
Birney R
DOI：
10.1016/s0375-9601(99)00785-9
发表时间：
1999-12
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
V.B.Braginsky;M.L.Gorodetsky;S.P.Vyatchanin
通讯作者：
V.B.Braginsky;M.L.Gorodetsky;S.P.Vyatchanin
影响因子：
5
作者：
Ballmer, Stefan W.
通讯作者：
Ballmer, Stefan W.
用于精密干涉测量的大面积 GaAs/AlGaAs 晶体涂层的厚度均匀性测量和损伤阈值测试。
影响因子：
3.8
作者：
P. Koch;G. Cole;C. Deutsch;D. Follman;P. Heu;M. Kinley;R. Kirchhoff;S. Leavey;J. Lehmann;P. Oppermann;A. Rai;Z. Tornasi;J. Wöhler;D. Wu;T. Zederbauer;H. Lück
通讯作者：
H. Lück
用于测量材料声衰减的温和节点悬架
DOI：
10.1063/1.3124800
发表时间：
2009
期刊：
2014 IEEE Metrology for Aerospace (MetroAeroSpace)
影响因子：
--
作者：
E. Cesarini;M. Lorenzini;G. Cagnoli;F. Piergiovanni
通讯作者：
F. Piergiovanni