千米级引力波天文台中神经感知与控制的首次演示
仪器与探测器
2023-04-26 v2 天体物理仪器与方法
摘要
引力波（GW）天文台中的悬挂光学器件容易受到对准扰动的影响，特别是由于温度和地震水平的变化而随时间产生的缓慢漂移。这种对准偏差会影响入射激光束耦合到光学腔中，降低循环功率和光机械光子压缩，从而降低对并合双星的天体物理灵敏度。传统的对准技术涉及使用多个象限光电二极管进行差分波前传感，但通常在带宽上受到限制，并受限于传感噪声。我们展示了在引力波天文台首次成功实现基于神经网络的感知与控制，并在 GEO 600 探测器上演示了信号回收镜的低频控制。三块关键光学器件的对准信息通过 CNN-LSTM 网络架构从干涉暗端口相机图像中同时提取，随后用于基于 soft actor-critic 的深度强化学习的 MIMO 控制。使用我们的方案实现的总体灵敏度提升，证明了深度学习作为当前和下一代 GW 干涉仪实时感知与控制的可行工具的能力。
引用
@article{arxiv.2301.06221,
title = {First demonstration of neural sensing and control in a kilometer-scale gravitational wave observatory},
author = {Nikhil Mukund and James Lough and Aparna Bisht and Holger Wittel and Séverin Landry Nadji and Christoph Affeldt and Fabio Bergamin and Marc Brinkmann and Volker Kringel and Harald Lück and Michael Weinert and Karsten Danzmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06221},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 8 figures