In Gravitationswellendetektoren fungieren die Spiegel als die "Testmassen", welche den Einfluss der Gravitationswellen "spüren". Aus diesem Grund sind sie für den Detektor von enormer Wichtigkeit und müssen deshalb in vielerlei Hinsicht sehr sorgfältig konzipiert und hergestellt werden.

Die Spiegel der Gravitationswellendetektoren setzen sich aus zwei Teilen zusammen: dem Substrat und der Beschichtung. Das Substrat ist der eigentliche Spiegelkörper, welcher aus einem großen durchsichtigen Stück Glas oder Kristall besteht. Für den geplanten Detektor Advanced LIGO ist ein Substrat aus einem zylindrischen Stück eines speziellen Glases, Kieselglas genannt, mit einem Durchmesser von 34 cm und einer Dicke von 20 cm vorgesehen! Um dem Spiegel schließlich seine hohe Reflektivität zu verleihen, muss das Substrat noch mit einer komplexen Beschichtung versehen werden. Diese wird Schicht für Schicht abwechselnd mit optisch hoch- und niedrigbrechenden Materialien aufgetragen. Kleine Portionen des Lichtes werden dann an jeder Grenzfläche zwischen diesen beiden Materialien reflektiert. Je mehr dieser dünnen Einzelschichten aufgetragen werden, desto höher wird die Gesamtreflektivität der Beschichtung.

Die Spiegel müssen des Weiteren höchst eben sein, damit das Laserlicht nicht in ungewollte Richtungen gestreut wird und damit verloren geht. Sie sollten diesbezüglich auch höchst sauber gehalten werden - jedes noch so kleine Staubkörnchen vermag einen reinen Laserstrahl zu beeinträchtigen und führt zu einer Reduzierung der Detektorempfindlichkeit.

Die meisten der im Detektor verbauten Spiegel sollen Anteile des Lichtes sowohl reflektieren als auch transmittieren, weshalb es von großer Wichtigkeit ist, dass die Substrate sehr lichtdurchlässig, d.h. transparent, sind. Jegliches von den Substraten absorbierte Licht geht dem Interferometer verloren und erwärmt zudem die mittleren Bereiche der Spiegel. Dies führt zu einer so genannten "Thermischen Linse", welche optische Probleme im Detektor verursachen kann.

Geringe optische Verluste sind aber nur eine kritische Eigenschaft der Spiegel. Wir müssen uns auch über andere wichtige Eigenschaften der verwendeten Materialien Gedanken machen. Dabei stellt sich heraus, dass auch deren mechanischer Verlust von entscheidender Bedeutung ist und dieser möglichst gering sein muss. Geringer mechanischer Verlust bedeutet, dass der Spiegelkörper nach einem mechanischen Anschlagen ähnlich wie eine Stimmgabel für einen möglichst langen Zeitraum schwingt, bevor das entstehende Geräusch erlischt. Diese Eigenschaft ist für die Minimierung thermischen Rauschens besonders wichtig, eine Rauschquelle, die durch die winzigen thermischen Vibrationen der Atome der Spiegelmaterialien entsteht. Besitzt der Spiegel sehr geringe mechanische Verluste, dann können diese Vibrationen auf einen sehr kleinen Frequenzbereich um die Resonanzfrequenz des Spiegels konzentriert werden, welcher sich üblicherweise außerhalb des Frequenzbereiches der uns interessierenden Gravitationswellen befindet.

Kristalline Materialien weisen potenziell die geringsten optischen als auch mechanischen Verluste auf, weshalb sie eine gute Wahl für die Spiegel darstellen. Der geplante japanische Detektor LCGT wird Saphirspiegel mit einem Gewicht von einigen zehn Kilogramm einsetzen, welche für Unmengen an Verlobungsringen ausreichen würde! Andere interessante kristalline Materialien sind Siliziumoxid und Silizium. Natürlich wäre auch Diamant ein idealer Kandidat, allerdings ist es kaum möglich, solche großen Diamanten zu beschaffen!