KAGRA第四次联合观测运行（O4）的光子校准性能
天体物理仪器与方法
2026-05-25 v2
摘要
KAGRA是日本的一座千米级干润仪引力波（GW）探测器。它于2023年5月加入美国激光干润仪GW探测器（LIGO）、意大利Virgo，参与第四次联合观测运行（O4）。一个月后，KAGRA进入维护期以提升其探测GWS的灵敏度，计划于2025年10月O4结束前重新加入。为了准确恢复编码于GW信号中的信息，必须正确校准观测信号。我们采用光子校准（Pcal）系统作为参考信号注入器来校准从望远镜获取的输出信号。在理想的未来条件下，Pcal的不确定性可能主导观测数据的不确定性。本文介绍用于估计KAGRA O4期间所用Pcal系统不确定性的方法，并报告估计的系统不确定性为0.79%，比2020年第3次联合观测运行（O3）实现的不确定性低三倍。此外，我们研究了Pcal激光功率传感器的不确定性——这对Pcal不确定性影响最大——以及估计Pcal激光束在KAGRA主镜上的位置——影响排名第二。KAGRA的Pcal系统是首个完全功能化的用于干润仪冷却GW望远镜的校准系统。为避免干涉KAGRA冷却系统，Pcal系统在放置和使用远摄相机方面具有独特特征，后者可几乎正入射捕获镜面表面的图像。作为未来GW望远镜，如Einstein Telescope，预计将采用冷却技术，KAGRA Pcal系统的性能可作为宝贵参考。
引用
@article{arxiv.2504.12657,
title = {Photon Calibration Performance of KAGRA during the 4th Joint Observing Run (O4)},
author = {Dan Chen and Shingo Hido and Darkhan Tuyenbayev and Dripta Bhattacharjee and Nobuyuki Kanda and Richard Savage and Rishabh Bajpai and Sadakazu Haino and Takahiro Sawada and Takahiro Yamamoto and Takayuki Tomaru and Yoshiki Moriwaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12657},
year = {2026}
}