利用白光腔增强干涉式引力波探测器的灵敏度-带宽积

引力波(GW)的效应已通过监测双星系统中中子星因引力辐射损失能量时轨道频率的变化而被间接观测到。然而，引力波尚未被直接观测到。初代LIGO装置尚未观测到引力波。高级LIGO(AdLIGO)将结合多种改进技术以提高灵敏度。除了功率回收和更高功率的激光源外，AdLIGO还将采用信号回收(SR)。虽然SR能提高灵敏度，但也会显著降低带宽。此前，我们及其他研究者已在理论和实验上研究了利用白光腔(WLC)规避这一限制的可行性。然而，在先前的工作中，如何引入白光腔效应尚不明确。在此，我们首先为基于迈克尔逊干涉仪的引力波探测器建立了一个通用模型，该模型可轻松适配以包含将WLC纳入设计的影响。然后，我们描述了一种由复合反射镜构成的WLC的具体设计方案，用于替代信号回收镜。该设计简单、鲁棒、完全非侵入式，并且可以在不改变任何其他光学元件的情况下添加到AdLIGO系统中。我们展示了一组参数选择，使得信号灵敏度和带宽均显著优于AdLIGO的现有规划，覆盖了引力波的整个感兴趣频谱。