室溫下量測機械損耗之系統設置與量測熔融石英玻璃懸臂及單晶矽懸臂之初步量測分析

Setup of room temperature mechanical loss measurement and preliminary measurement results on fused silica and silicon cantilevers

歐政勳(jeng-shiun oul)

指導教授 ： 趙煦

國立清華大學/電機資訊學院/光電工程研究所/碩士(2012年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2012.00108

摘要

從二十世紀中期以來太空探索越來越頻繁，無論是設計太空載具或是偵測地球以外的星體都需要投入大量的人力物力與尖端的科學技術。到目前為止天文觀測主要偵測電磁波來建立天文資料，但電磁波所挾帶的資訊仍不足夠且電磁波容易被物質吸收，目前美國與歐洲已經有重力波天文觀測台偵測天體但不是直接偵測電磁波而是直接偵測重力波(gravitational wave)來獲取更多的天文資料。從理論得知重力波非常微弱需要提高天文觀測台偵測靈敏度才能偵測到更遠的天文現象，經過研究發現反射鏡上多層光學薄膜的熱擾動(thermal noise)是量測系統頻譜最靈敏部分(~100Hz)雜訊干擾最嚴重的來源。反射鏡主要以多層光學薄膜組成才能有高反射低損耗的光學特性，如能找出熱擾動較小的光學薄膜材料製作高反射鏡就能提升下一代重力波天文觀測台偵測靈敏度，而直接量測熱擾動需要複雜的大型儀器且操作複雜耗時，可藉由量測機械損耗間接得知熱擾動大小。
　　筆者於論文中將介紹量測機械損耗的儀器架設與初步量測樣品結果。論文第一章介紹重力波天文台量測原理與動機說明，第二章介紹量測機械損耗方式與儀器架設細節說明，第三章介紹擷取訊號程式設定跟分析數據方式與量測雜訊結果，第四章為量測樣品結果與如何提高樣品品質並確認重覆夾持影響，第五章為儀器操作上需要注意的錯誤與解決方式，第六章針對目前結果提供可以改善的方向，附錄為儀器維護與樣品前置準備

關鍵字

機械損耗 ； 布朗運動

並列摘要

無資料

並列關鍵字

mechanical loss ； thermal noise ； Brownian motion ； fluctuation dissipation theorem

參考文獻

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