Großringlaser G

Computerzeichnung des Großringlasers G

Der Großring G besteht wie auch der Prototyp C-II aus der Glaskeramik Zerodur und hat eine effektive Umlauffläche von 4 x 4 = 16 m². Eine monolithische Ausführung wie beim C-II war nicht möglich, da als größter Rohling eine Scheibe mit "nur" 4,25 m Durchmesser verfügbar war. Bei der dargestellten Konstruktion sind 4 Zerodurbalken in kreuzförmiger Anordnung auf eine Grundplatte aus Zerodur montiert. An den äußeren Stirnseiten der Balken sind die Spiegelträger mit den Umlenkspiegeln angebracht, wodurch schließlich die erforderliche Größe erreicht wird. Der Großring wird auf einem massiven, glattpolierten und exakt horizontierten Granittisch abgelegt, der seinerseits in ein Betonmonument eingelassen ist. Das Monument befindet sich auf einem Betonpfeiler, der auf massivem Fels gegründet ist. In einem unterirdischen Tiefenlabor wird der Großring vor äußeren Einflüssen geschützt.

Zerodur: Glaskeramik der Fa. Schott mit einem extrem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (). Dieser wird durch ein geeignetes Verhältnis von Glasphase (positives ) und Kristallphase (negatives ) erreicht. Durch kontrollierte Devitrifikation können während einer thermischen Nachbehandlung -Werte nahe Null erreicht werden.

Grundplatte: Als Basis für den Großring dient eine kreisförmige Scheibe aus Zerodur mit einem Durchmesser von 4,25 m, einer Dicke von 25 cm und einem Gewicht von 9 t. Der thermische Ausdehnungskoeffizient beträgt nach der thermischen Nachbehandlung 1,4 x 10^-8 K^-1.

Balken: Die 4 Zerodur-Balken dienen als Ausleger, um die gewünschte Größe zu erreichen. Sie haben eine Länge von 2 m, eine Breite von 40 cm und eine Höhe von 23 cm. Die Verbindung mit der Grundplatte erfolgt kraftschlüssig durch Eigengewicht (5 kN) plus Schraubverbindung (10 kN). Der thermische Ausdehnungskoeffizient beträgt nach der thermischen Nachbehandlung -1,7 x 10^-8 K^-1. Die äußeren Endflächen der Zerodurbalken sind so poliert, daß ein Spiegelträger optisch angesprengt werden kann. Durch die Technik der optischen Ansprengung wird ein Vakuumsiegel durch molekulare Adhäsion geschaffen. In den seitlichen Bohrungen befindet sich je ein UHV-taugliches Brückenstück, welches den Übergang zu den Stahrohren schafft. Wellbalge verhindern eine Kraftübertragung zwischen den Zerodur- und den Stahlteilen.

Spiegelträger mit Umlenkspiegel: An der Innenseite der Spiegelträger sind die hochreflektiven Spiegel optisch angesprengt. Die Spiegel dürfen nur minimale Streuverluste (< 1 ppm) aufweisen, um die gegenseitige Beeinflussung der beiden Umlaufsinne durch Rückstreuung weitgehend zu reduzieren. Rückstreuung ist die Hauptursache für Einrasteffekte des Lasers ("Lock-In") und somit für nichtlineare Skalenfaktorschwankungen. Um einen stabilen Laseroszillator zu erhalten, werden zwei Planspiegel und zwei Hohlspiegel (Krümmungradius = 25 m) in benachbarter Konfiguration eingsetzt. Wie der C-II verfügt auch G über keine Justiermöglichkeit für den Strahlengang. Nach einer präzisen Vermessung des Systems werden die Spiegelträger in solcher Weise angeschliffen, daß nach Ansprengung von Spiegeln und Spiegelträgern das System vorjustiert ist. Die Feinjustage erfolgt an dem Glasröhrchen der Laseranregung.

Laseranregung: Die Anregung des Lasermediums, einem He/Ne Gasgemisch mit einem Druck von ca. 3 mb, erfolgt in einer Kapillare aus Duranglas (Pyrex), die einen Innendurchmesser von 6 mm und eine Länge von 200 mm aufweist. Das geschieht durch eine Hochfrequenzquelle mit einer maximalen Leistung von 20 Watt. Der Arbeitspunkt knapp oberhalb der Laserschwelle wird durch eine rückgekoppelte Regelschaltung konstant gehalten. Mit Mikrometerschrauben kann die Anregungskapillare justiert und so kolinear zur optischen Achse des Ringlasers orientiert werden.

UHV-Anschluß: (UHV = Ultrahochvakuum) Interface zum Anschluß einer Baugruppe mit diversen Anschlußflanschen und UHV-Ventilen für die Pumpe, die Ionengetterpumpe, das Massenspektrometer, Druckmeßgeräte, und Gasflaschen zur Befüllung des Ringes mit dem Lasermedium.

Strahlenrekombination: Baugruppe zur Auskopplung und Überlagerung der Strahlen der beiden Umlaufsinne. Die durch den planaren Umlenkspiegel austretenden Strahlen werden in einem Kösters-Prisma umgelenkt und überlagern sich an einer Strahlteilerschicht. Die beiden entstehenden Mischsignale werden nach einer Spektralfilterung einem Photomultiplier bzw. einer Photodiode zugeführt und dort als Sagnac-Signal registriert.

Fundamentalstation Wettzell | Sackenrieder Str. 25 | D-93444 Kötzting
Tel.: +49-9941-603-0 | Fax.: +49-9941-603-222 | Email:webmaster@fs.wettzell.de | www.fs.wettzell.de
Letzte Änderung: 25.07.2002