激光器支持某些被稱為”特徵模式”的光的結構。一個由引力波、元表面和光子學專家組成的國際合作組織開創了一種新方法，以前所未有的靈敏度測量這些特徵模式的數量。在引力波探測器中，幾對鏡子被用來增加沿著探測器的大臂儲存的激光量。

然而，這幾對鏡子中的每一對都有微小的畸變，會將光從激光束的完美形狀中散射出去，這種散射會在探測器中造成多餘的噪音，限制了靈敏度，並最終迫使儀器關閉。

圖1：被測試的激光特徵模式的假彩色圖像。顏色表示光的相位。紅色是0度，藍色是180度

從最近提交的研究報告中，Andreas Freise教授（來自阿姆斯特丹Vrije大學）說：”像LIGO、Virgo和KAGRA這樣的引力波探測器儲存了巨大的光功率–在這項工作中，我們想測試一個想法，讓我們放大激光束，尋找可能限制探測器靈敏度的功率的小擺動。”

在電信行業中也遇到了類似的問題，科學家們希望使用多種特徵模式來沿著光纖傳輸更多數據。OzGrav研究員和主要作者Aaron Jones博士（西澳大利亞大學）解釋說。”鑽研電信方向的科學家已經開發了一種使用簡單儀器測量特徵模式的方法，但它對我們的目的來說不夠敏感。我們有了使用超表面的想法，並聯繫了可以幫助我們製造超表面的合作者。”

圖2：研究人員使用的儀器示意圖。f是鏡頭的焦距

在這項研究中，該團隊開發的概念驗證裝置比電信科學家開發的原始方法敏感1000倍以上。研究人員現在將尋求把這項工作轉化為引力波探測器，在那裡，額外的精度將被用來探測中子星的內部，並測試廣義相對論的基本極限。

OzGrav首席研究員趙教授（來自西澳大利亞大學）說：”如果我們要了解中子星的內部，解決未來引力波探測器的模式感應問題是至關重要的。”