KAGRA引力波探測器中頻率相關壓縮態實驗進展

作者：郭越凡,CAPOCASA Eleonora,EISENMANN Marc,FLAMINIO Raffaele,LEONARDI Matteo,TACCA Matteo,肇宇航,李木子,呂振偉

摘要：隨著技術的發展,下一代引力波探測器的激光功率將得到進一步提高。大光斑半徑的應用也將使探測器的熱噪聲進一步降低,因此,量子噪聲將成為在全頻段限制引力波探測器靈敏度的首要因素。作為目前最有保障的一種降低量子噪聲的技術,頻率相關壓縮態很可能將被應用于下一代所有引力波探測器中[1]。頻率相關壓縮態可以通過將頻率不相關壓縮態與濾波腔相結合而產生。基于濾波腔具有的頻率響應特性,這一技術的應用可以使低頻波段的輻射壓噪聲有效降低,同時實現高頻波段散粒噪聲的降低,從而實現全探測頻段靈敏度的提升。基于日本KAGRA引力波探測器的設計,我們預計將9dB壓縮度的壓縮態與周損失為8×10^-5的300m濾波腔相結合,可以使探測器靈敏度在全探測頻段提高1倍。此實驗于2015年開始,目前濾波腔的安裝調試已經基本完成,得到的結果基本與實驗前的模擬相符合。與頻率不相關壓縮態光學實驗臺的安裝過程也已經過半,通過溫度和控制回路的調制,二次諧波腔的轉化率已經超過50%。

發文機構：北京師范大學天文系 日本國立天文臺重力波推進實驗室 天體粒子與宇宙學實驗室 國家亞原子物理研究所 阿納西粒子物理實驗室

關鍵詞：引力波引力波探測器量子噪聲壓縮態gravitational wavegravitational wave detectorquantum noisesqueezed state

分類號： P142.84[天文地球—天體物理][天文地球—天文學]