用于高频引力波干涉探测的压缩光
广义相对论与量子宇宙学
2009-11-10 v1
摘要
光场的量子噪声是干涉式引力波探测器中的一种基本噪声源。注入压缩光能够将量子噪声贡献降低到低于所谓标准量子极限（SQL）的值。特别是，压缩光对于检测高频引力波非常有用，在这种频率范围内，干涉仪通常受制于探测噪声，尽管可能无法突破SQL。我们对GEO600信号再循环激光干涉引力波探测器的量子噪声进行理论分析，该探测器增加了输入和输出光学器件，即在暗端口注入的压缩光的真空态以及频率依赖的均匀测量。我们关注的频率范围为1 kHz至10 kHz，在此频率范围内，尽管进行了信号再循环，探测器仍受探测噪声限制。结果发现，具有当前设计参数的GEO600探测器将从频率相关压缩光中受益。假设压缩强度为-6 dB的量子噪声方差，干涉仪将在4 kHz以上无需进一步减小带宽的情况下达到热噪声限制。对于更高频率，GEO600的线性噪声频谱密度仍由探测噪声主导，根据所假设的压缩强度，将提高约为10^{6dB/20dB}≈2倍。干涉仪可在1 kHz以上（可调）达到灵敏度为6×10^{-23}的应变灵敏度，带宽约为350 Hz。我们提出一种实现所需频率相关压缩的方案，通过在GEO600信号再循环腔中引入额外的光学组件。
引用
@article{arxiv.gr-qc/0401119,
title = {Squeezed Light for the Interferometric Detection of High Frequency Gravitational Waves},
author = {R. Schnabel and J. Harms and K. A. Strain and K. Danzmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:gr-qc/0401119},
year = {2009}
}
备注
Presentation at AMALDI Conference 2003 in Pisa