Optica
Optische systemen vormen het kloppende hart van de Einsteintelescoop. De uitzonderlijke eisen aan precisie, nauwkeurigheid, thermische stabiliteit en optische efficiëntie vragen om baanbrekende innovaties in zowel ontwerp als productietechnieken. Deze technologische doorbraken bieden niet alleen oplossingen voor de uitdagingen van de telescoop, maar creëren ook waardevolle kansen voor toepassingen in andere sectoren, zoals de ruimtevaart en de nanolithografie-industrie.
De Einsteintelescoop is Europa’s ambitieuze gravitatiegolfdetector, met een ondergrondse driehoekige opstelling die bestaat uit drie interferometers van elk 10 kilometer lang.
In het hart van dit baanbrekende instrument ligt een ongekende optische uitdaging: het ontwikkelen van ultranauwkeurige laser-interferometriesystemen die lengteveranderingen kunnen detecteren kleiner dan 1/10.000e van de diameter van een proton. De optische systemen van de telescoop moeten functioneren op prestatieniveaus die de grenzen van de huidige technologie verleggen.
Dit vereist innovaties op het gebied van spiegelproductie, coatings, laserstabilisatie en cryogene optische componenten. Voor Vlaamse bedrijven biedt dit een unieke, decennialange kans om geavanceerde optische technologieën te ontwikkelen die toepassingen vinden, ver buiten de zwaartekrachtsgolfastronomie.
Uitdagingen
De Einsteintelescoop stelt hogere eisen aan optische prestaties dan ooit tevoren. Het systeem vraagt om ultranauwkeurige siliciumspiegels, elk met een diameter van 45 centimeter en een gewicht van 200 tot 300 kilogram, vervaardigd met toleranties van minder dan 2 nanometer vlakheid en 0,1 nanometer oppervlakteruwheid. Deze spiegels moeten een reflectiviteit van 99,999% behalen terwijl ze werken onder cryogene omstandigheden bij 10 tot 20 Kelvin.
Traditioneel gebruikte silica-spiegels, zoals bij LIGO en Virgo telescopen, voldoen niet aan deze eisen. De Einsteintelescoop vereist het vervaardigen van ultra precieze optica in volledig nieuwe materialen (monokristallijn ultrazuiver silicium of saffier), innovatieve productietechnieken en nieuwe coating-technologieën.
Ook de lasersystemen moeten werken op nieuwe golflengtes (bij 1550nm en 2090nm) en dienen een zeer stabiele en kleine bandbreedte te hebben, waardoor ontwikkeling van ultrastabiele solid-state laserbronnen nodig is.
De optische verliezen in het volledige systeem moeten onder de 50 parts per million blijven om de benodigde gevoeligheid te bereiken, terwijl optische vermogens tot 1 megawatt in de hoofdarmen van de hoogfrequente interferometers beheerst moeten worden.
Tegelijk dienen alle aluminium optische bevestigingen met absorberende materialen zoals vantablack of anoblack gecoat te worden om het verstrooide licht te absorberen zodra het het optische pad verlaat.
Last but not least dienen absorberende coatingmaterialen onderzocht te worden voor de wanden van de werkbank en de vacuümkamer die geschikt zijn voor ultrahoog vacuüm en bestand zijn tegen schuren
Domein experten
Dr. Paola Campestrini - Flanders Make (email hidden; JavaScript is required)
Prof. Dr. Tjonnie Li - KU Leuven (email hidden; JavaScript is required)
Prof. Dr. Jean-Pierre Locquet - KU Leuven (email hidden; JavaScript is required)
Dr. Olivier Malek – Sirris (email hidden; JavaScript is required)
Prof. Dr. Michael Vervaeke - Vrije Universiteit Brussel/B-Phot (email hidden; JavaScript is required)
Bekijk hier de presentatie van de informatiesessie van 18 juni 2025.