在引力波探测器中，透镜作为‘测试质量’感受引力波，它们之间相对位置的变化包含了引力波的信息。因此，透镜是探测器中很重要的一个组成部分，其直接决定了探测器的灵敏度，所以我们必须通过各种方式来提高其精巧程度。

引力波探测器中，透镜都是由两部分组成的：衬底材料和镜面薄膜。透镜的衬底材料是镜子的主要部分，通常是一个很大尺寸的透明玻璃或者晶体。正在建造的下一代引力波干涉仪Advanced LIGO的透镜的衬底材料是石英玻璃，它是直径为34cm，厚度为20cm的圆柱体。基底材料上的薄膜决定了透镜的反射特性。镜面薄膜是在衬底材料表面上多层折射率交替变化的镀膜：一层高折射率材料上镀一层低折射率材料，低折射率材料上镀的是高折射率材料。由于光在高低折射率材料的边界上被反射，所以镀膜的层数越多，最后整个镜面薄膜的反射率就越高。

探测器的灵敏度在很大程序上依赖于光学损耗的大小，因为即使是一个很小的粉尘也会对纯净的入射光束产生散射而降低探测器的灵敏度，所以为了减少激光散射导致的光学损耗，透镜的表面要求非常光滑和洁净。

探测器中透镜通常要求反射一部分光的同时也要透射一部分光，所以衬底材料得是非常透明的，任何一小部分光的吸收都是损耗。而且这一小部分的吸收还会使得透镜的局部温度升高，由于热涨冷缩的效应，使镜子发生形变产生所谓的‘热透镜’效应，这会进一步降低探测器的灵敏度。

除了要求低的光学损耗之外，在选择和制造透镜还有什么其他的讲究吗？目前看来，低的机械损耗也是非常必要的。所谓低的机械损耗，就是当我们敲击镜面的时候，它会震动很长一段时间才停下来，时间越长就代表机械能量损耗得越慢，对应的机械品质因素就越高。低的机械损耗可以减小镜面原子的无归热振动（我们也称之为‘热噪声’）对灵敏度的影响。这是因为当机械损耗很小时，热振动只发生在镜子的共振频率附近很窄的范围内，不会影响到我们关心的引力波频段。

透明的结晶材料通常都具有低的光学和机械损耗，因此此类材料都是透镜的首选，比如硅或者二氧化硅晶体。正在日本建造的引力波探测器LCGT将会使用十几公斤重的人造蓝宝石晶体。当然，钻石会是更好的选择，只是满足要求的大尺寸钻石目前还是太难得到！