基于自相关弱值放大的潜在第三代引力波探测器

降低噪声并增强信噪比（SNR）已成为设计应变小于 $10^{-23}$/$\rm \sqrt{Hz}$ 的第三代引力波（GW）探测器的关键。本文中，我们提出一种基于自相关弱值放大（AWVA）的潜在第三代GW探测器，其探测应变为 $h_g =$ $4 \times 10^{-25}$/$\rm \sqrt{Hz}$。在我们的方案中，GW事件通过穿过一个11次反射延迟线、10公里臂长、零面积Sagnac干涉仪（由1064纳米激光照射）产生相位差 $\Delta \phi$。随后，通过在AWVA中选择合适的预选态和耦合强度，将 $\Delta \phi$ 作为后选择参数进行放大。特别地，我们在考虑具有负分贝信噪比的高斯噪声下，理论研究了AWVA在200 Hz $\leq$ $f_g$ $\leq$ 800 Hz频带内对GW探测的测量。AWVA灵敏度 $\kappa(f_g)$ 的峰值响应出现在频率 $f_{g, max}$ = 500 Hz，该频率落在当前第三代GW探测器的感兴趣频带内。我们的仿真结果表明，AWVA在感兴趣频带内可展现出可测量的灵敏度 $\Theta(f_g)$。此外，WVA的鲁棒性在抑制高斯噪声影响方面展现出良好潜力。