Advanced LIGO及未来引力波探测器中压缩态输出模匹配需求的分析与可视化
仪器与探测器
2020-06-10 v2 天体物理仪器与方法
摘要
未来地面引力波(GW)探测器的灵敏度将通过注入频率相关压缩真空态得以提升。可实现的提升最终受限于承载GW信号的干涉仪电磁场的损耗。分析与降低GW信号链中的光学损耗对于最优压缩光增强干涉测量至关重要。本工作中,我们分析一种利用自适应光学降低因光学腔间空间模失配所致输出侧损耗的策略。我们的目标并非自上而下设计探测器,而是在当前设计内最小化损耗。据此,我们考虑对已有光学元件进行驱动,并在信号回收镜与输出模净化器之间增设一枚透射光学元件。计算结果表明,在当前Advanced LIGO设计下,自适应模匹配是一种合适的降损策略,可带来低于2%的平均输出模匹配损耗。所需驱动范围为:SR3上+47 uD,OM1与OM2上+140 mD,SRM基底上+50 mD,新增透射元件上-50 mD。这些需求处于类似或相同构型中实际驱动器已论证的范围之内。我们还提出一种新技术,可图形化展示干涉仪模的匹配情况,并允许对不同驱动器组合进行定量比较。
引用
@article{arxiv.2001.10132,
title = {An analysis and visualization of the output mode-matching requirements for squeezing in Advanced LIGO and future gravitational wave detectors},
author = {Antonio Perreca and Aidan Brooks and Jonathan Richardson and Daniel Toyra and Rory Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.10132},
year = {2020}
}
备注
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