神冈引力波探测器（KAGRA）先进光子校准器的研制
天体物理仪器与方法
2025-09-30 v3 仪器与探测器
摘要
神冈引力波探测器（KAGRA）低温引力波观测台已与世界范围内的引力波探测器网络开始联合观测。精确校准探测器响应对于准确估计引力波源的参数至关重要。光子校准器是激光干涉引力波观测台、Virgo和KAGRA中使用的关键校准工具，并于2020年4月与德国的GEO600在联合观测3中得到应用。在本文中，KAGRA实现了三项关键改进：高功率激光、功率稳定系统和远程光束位置控制。KAGRA采用一台20 W激光分成两束注入镜面。通过使用高功率激光，可以校准探测器在kHz频率下的响应。为了独立控制每束激光的功率，安装了光学跟随伺服以实现功率稳定。光子校准器光束位置的光路使用微动马达（pico-motor）控制，从而能够表征探测器的旋转响应。此外，安装了远摄相机和四象限光电探测器来监测光束位置，并实现了光束位置控制以优化镜面响应。在本文中，我们讨论了与相对功率噪声测量相关的统计误差。我们还处理了与光子校准器功率校准模型以及使用有限元分析模拟弹性形变效应相关的系统误差。最终，我们成功将光子校准器的总系统误差降低至2.0%。
引用
@article{arxiv.2302.12180,
title = {Development of advanced photon calibrator for Kamioka gravitational wave detector (KAGRA)},
author = {Y. Inoue and B. H. Hsieh and K. H. Chen and Y. K. Chu and K. Ito and C. Kozakai and T. Shishido and Y. Tomigami and T. Akutsu and S. Haino and K. Izumi and T. Kajita and N. Kanda and C. S. Lin and F. K. Lin and Y. Moriwaki and W. Ogaki and H. F. Pang and T. Sawada and T. Tomaru and T. Suzuki and S. Tsuchida and T. Ushiba and T. Washimi and T. Yamamoto and T. Yokozawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.12180},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 10 figures