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UPS系统在下一代引力波天文台中的应用.docx
资料介绍
UPS系统在下一代引力波天文台中的应用
引言
引力波天文台（LIGO、Virgo、KAGRA以及下一代引力波探测器如爱因斯坦望远镜ET、宇宙探测器LISA）是人类探测宇宙时空涟漪的最精密科学装置，对供电系统的要求在所有科学设施中最为苛刻。引力波探测UPS的特殊性在于：超低噪声供电（引力波探测器的激光干涉仪对供电噪声极为敏感，电压噪声>0.1μV就可能导致干涉仪的相位噪声增加，影响引力波信号的探测灵敏度）、超高稳定性（引力波探测器的激光器频率稳定度和功率稳定度极高，UPS需提供极稳定的电压和频率，频率稳定度<0.0001Hz，电压稳定度<0.001%）以及连续运行要求（引力波探测器需长期连续运行，以捕捉随机的引力波事件，任何供电中断都可能导致正在进行的科学观测中断，错过可能的引力波事件）。本文从引力波探测的供电需求出发，系统阐述引力波天文台UPS的技术要求和解决方案。
引力波探测供电需求
激光干涉仪系统
引力波探测器的激光干涉仪系统（包括激光器、光学谐振腔、光电探测器）对供电质量的要求在所有科学仪器中最高。激光器的频率稳定度需达到10^-9量级，功率稳定度需达到10^-6量级，任何供电噪声都可能导致激光器的频率和功率波动，影响干涉仪的探测灵敏度。激光干涉仪系统UPS需满足以下要求：输出电压纹波<0.01μV，电压稳定度<0.0005%，频率稳定度<0.0001Hz，电磁辐射限值满足引力波探测的严格EMC要求。
真空系统
引力波探测器的真空系统维持着干涉仪的极高真空环境（压力<10^-8Pa），真空泵需持续运行，任何供电中断都可能导致真空度下降，影响干涉仪的光学路径。真空系统UPS需采用2N冗余配置，备电时间≥60分钟，覆盖备用真空泵的启动时间。
引力波天文台UPS关键技术
超低噪声线性稳压
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