研究平台

科研能力:

从2008年开始,在胡文瑞院士的带领下,从事面向空间引力波探测的激光干涉系统研究工作。2008-2015年间,先后完成中科院空间科学预先研究项目“空间激光干涉仪方法学演示系统”、中科院科研装备研制项目“空间激光干涉仪地面演示系统研制”,逐步掌握了超稳干涉仪、高精度相位计等关键核心技术。2016-2019年,完成中科院战略性先导科技专项B“激光干涉仪关键技术研究”及中科院空间科学二期太极计划背景型号“激光干涉测距系统”等项目,建立位移精度达6pm/Hz1/2,相位计测相精度优于2π×10-6rad/Hz1/2,角位移精度优于10nrad/Hz1/2的外差式激光干涉演示系统。2018-2019年,作为空间科学二期“太极一号技术试验卫星”核心测量分系统的责任单位,领导了干涉仪系统的方案论证、联调测试、在轨测试等,圆满完成了太极一号干涉仪系统的各项考核指标,干涉仪在轨测量精度达到30pm/Hz1/2。2018-2020年,中国科学院力学所在北京市发改委交叉科学研究平台项目的支持下,建成“皮米精度激光干涉平台”。该平台由环境支撑系统(大型隔振地基、隔振光学平台、10米大型真空系统、千级及百级超净间)和激光干涉系统组成,为干涉系统的研究与测试提供了优良的环境与基础。2019-2021年,承担了空间科学二期太极二号关键技术攻关“双平台干涉技术”任务,国内首次完成一体化全光粘干涉仪平台、全自动捕获相位计的研究工作,测距精度最高可达1pm/Hz1/2,初步完成了边带倍频传递方案的原理验证。目前,承担了2020 年引力波重点研发计划“星间激光干涉测量系统分析与设计”项目。2023年6月,通过了专家组的中期检查,干涉系统在10米基线上,测量精度优于30 pm/Hz1/2@(10mHz-1Hz)。

皮米精度激光干涉实验平台:

“皮米精度激光干涉平台”是中国科学院力学研究所所承担的怀柔科学城第一批交叉研究平台“先进载运与测量技术”的一部分,一期工程已于2019年3月底完成。一期工程主要包括以下四部分,即初级减震隔噪系统、大型千级净化间、局部百级超净间和超大型真空系统。初级减震隔噪系统的隔震性能优于VC-F,为皮米精度激光干涉平台提供了高性能的隔离条件。大型千级净化间和局部百级超净间分别实现了静态千级和百级的洁净度,保证了皮米精度激光干涉平台运行条件。超大型真空系统的有效臂可达10米,能够提供满足激光干涉实验平台要求的低振动洁净高真空工作环境。

“皮米精度激光干涉平台”一期工程于2019年4月通过验收,并于当月进行了太极一号技术试验卫星核心测量分系统载荷的地面功能性能测试,测试中的样品均为航天正样产品,测试指标达到预期水平。为太极一号的顺利发射奠定坚实基础。

“皮米精度激光干涉平台”瞄准中国空间引力波三步走路线图进行规划。中国空间引力波探测三步走路线图:首先对空间技术进行地面验证;之后发射空间引力波探测双星探路者卫星,对空间引力波探测计划95%以上的关键技术进行在轨测试;计划在2033年发射中国空间引力波探测三星编队,全面开展空间引力波探测科学实验。同时,“皮米精度激光干涉平台”满足皮米精度测试能力,可以为我国其他空间科学卫星任务,如下一代地球重力卫星、空间量子实验卫星以及空间基础物理卫星任务等,提供地面试验测环境。

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