利用双色控制滤波腔长度、对准和入射光束指向提高频率相关压缩的稳定性

频率相关压缩是 upcoming 引力波探测器观测运行中实现宽带量子噪声抑制的主要升级。压缩正交分量的适当频率依赖性通过将压缩真空从失谐为其半线宽的法布里-珀罗滤波腔反射获得。然而，由于压缩真空不含经典振幅，需要共传播辅助控制光束来实现滤波腔的长度、对准和入射光束指向稳定性。我们在日本国家天文台的频变压缩实验中，使用了压缩真空波长谐波处的控制光束，发现了与悬挂镜角漂移相关的明显失谐变化。这些变化会降低干涉仪量子噪声抑制。我们研究了可导致滤波腔失谐变化的各种机制。发现通过固定入射光束指向并应用滤波腔自动对准可充分缓解失谐漂移。还发现滤波腔镜面上存在有助于减小失谐波动的最佳光束位置。我们在此报告稳定的滤波腔失谐变化小于 10$\,$Hz，而腔线宽为 113$\,$Hz。与先前发表的结果 [Phys. Rev. Lett. 124, 171101 (2020)] 相比，此种失谐稳定性足以使滤波腔失谐漂移引起的引力波探测器探测距离波动从 $11\%$ 降低到 $2\%$ 以内。