实验室中的连续引力波：用桌面光学麦克风恢复音频信号

世界各地的引力波天文台正在搜寻连续波：来自诸如旋转中子星等源的持续信号。这些搜寻使用复杂的统计技术在含噪数据中寻找微弱信号。在本文中，我们用一个桌面模型引力波探测器演示这些技术：一个以声音作为引力波类比的迈克尔逊干涉仪。利用来自连续波搜寻的信号处理技术，我们展示了对恒定频率与游走频率音调的恢复。我们还通过将干涉仪用作“光学麦克风”来捕捉音乐和语音，探索其作为物理与电气工程教育者的教学工具之用。一系列用于从含噪数据中恢复信号的滤波技术在补充材料中详述。在此，我们呈现使用组合陷波加维纳滤波器以及统计对数最小均方误差（logMMSE）估计器所得结果的重点。利用这些技术，我们轻松恢复了简单和弦与鼓声的录音，但复杂音乐和语音更具挑战性。该演示可供本科实验室的教育者使用，并可改造用于向非专业受众传播引力波与信号处理主题。