引力波探测中惯性传感器的残余气体动力学特性机理研究
真空科学与技术学报，2024，第44卷，第1期，31-37页。
DOI:10. 13922 / j. cnki. cjvst.202307010
F.Xu, Y.Q.Wang, J.Zhang, X.D.Wang, Study on Physical Mechanisms of Dynamical Characteristics of Residual Gases in Inertial Sensors Applied into Gravitational Wave Detection, Chin. J. Vac. Sci. Tech, 44,1,31-37(2024)
引力波本质为由大质量运动引起的时空涟漪，可传递关于宇宙中极端事件的信息，对于揭示宇宙演化机制至关重要。空间引力波探测在mHz至Hz频段能够获得更加丰富的引力波波源信号，然而，空间引力波探测的极端指标需求对当下的测量技术提出了严重的挑战。空间中由残余气体所引起的惯性基准加速度扰动成为空间引力波探测的主要噪声来源之一。因此，抑制该环境因素所诱发的噪声信号，是提高引力波探测器中惯性参考的性能的关键，对实现空间引力波探测具有重要意义。
本工作以残余气体噪声诱发机理为研究切入点，剖析狭小空间下检验质量块与周围壁面间的材料属性、放气特性等差异性，提出异质空间复杂拓扑结构下的惯性传感器数理模型，解析残余气体噪声与气体分子逃逸时间之间的定量约束，提取逃逸时间核心影响因素，耦合蒙特卡洛模拟，得到气体分子从板间扩散出去所需的逃逸时间及碰撞次数演化规律。研究工作可为引力波探测中惯性传感器的残余气体扰动抑制研究提供基础理论参考，有助于深入挖掘引力波探测器噪声诱发机制。
王旭迪，工学博士，合肥工业大学机械工程学院真空与过程装备系教授，博导，中国真空学会质谱与检漏专委会副主任委员，先后在英国卢瑟福国家实验室、美国密歇根大学访问研究。围绕国家重大需求和前沿领域开展真空检测、稀薄气体动力学和微纳制造等研究。承担国家自然基金、国家重点研发计划、863 探索导向类等项目 20 余项，在 Measurement、Opt. Laser Technol.、J. Mater. Chem.和Vacuum 等期刊发表论文 50 余篇，授权发明专利 20 余项，研究成果已在空间探测、真空计量和同步辐射光源等国家重大工程中取得应用。
王玉青，合肥工业大学机械工程学院副教授、硕导，工学博士、系统科学博士后，主持国家自然基金、国家重点研发计划子课题、安徽省自然基金、中国博士后科学基金特别资助等项目十余项，担任国际期刊AJMP杂志社编委，以一作或通讯作者在Energy、ACS Applied Nano Materials、JVST、PRE、Chaos、EPJP等国际学术期刊发表36篇学术论文，出版科研专著1部，授权专利6项。
团队简介
该团队依托于合肥工业大学机械工程学院真空与过程装备系，有六位中青年骨干教师和30多位博士生、硕士生组成，紧密围绕航天、半导体、大科学装置等国家重大需求中的真空问题开展研究，已形成真空器件微纳制造、封装与真空维持、超洁净真空与颗粒度检测、全流态稀薄气体传输与传热仿真等研究方向。近五年获批7项国家自然科学基金、承担4项国家重点研发计划等项目课题，具备超高真空吸放气测试、真空环境颗粒度检测、真空键合封装、超高真空互联等实验平台。
原文链接
《真空科学与技术学报》是由中国真空学会主办，中国科学技术协会审定的国家级自然科学技术刊物，被中文科技核心期刊目录、北大核心期刊目录、Scopus数据库收录，是中国科学引文数据库来源期刊。学报刊发真空获得、改进、检测、应用的中文及英文研究论文，涉及物理、化学、工程、材料、生物等多学科的交叉。2020年9月，学报成立第九届编委会。中国科学院微电子研究所刘明院士任主编。46人的编委队伍有两院院士6人，国家杰青获得者20余人，真空相关企业界代表10余人，具有广泛的代表性。
