論文の概要: Optical losses as a function of beam position on the mirrors in a 285-m suspended Fabry-Perot cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.02180v1
• Date: Tue, 03 Dec 2024 05:27:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-04 15:41:05.243278
• Title: Optical losses as a function of beam position on the mirrors in a 285-m suspended Fabry-Perot cavity
• Title（参考訳）: 285m懸濁Fabry-Perot空洞における鏡面ビーム位置の関数としての光学的損失
• Authors: Y. Zhao, M. Vardaro, E. Capocasa, J. Ding, Y. Guo, M. Lequime, M. Barsuglia,
• Abstract要約: 損失は、圧縮された真空の劣化の主な原因である。 空洞内では複数のラウンドトリップを行うため、サスペンションビームの損失は特に有害である。 このような損失を特徴づけることは、達成可能な量子ノイズ低減を評価するために不可欠である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.059227051244404
• License:
• Abstract: Reducing optical losses is crucial for reducing quantum noise in gravitational-wave detectors. Losses are the main source of degradation of the squeezed vacuum. Frequency dependent squeezing obtained via a filter cavity is currently used to reduce quantum noise in the whole detector bandwidth. Such filter cavities are required to have high finesse in order to produce the optimal squeezing angle rotation and the presence of losses is particularly detrimental for the squeezed beam, as it does multiple round trip within the cavity. Characterising such losses is crucial to assess the quantum noise reduction achievable. In this paper we present an in-situ measurement of the optical losses, done for different positions of the beam on the mirrors of the Virgo filter cavity. We implemented an automatic system to map the losses with respect to the beam position on the mirrors finding that optical losses depend clearly on the beam hitting position on input mirror, varying from 42 ppm to 87 ppm, while they are much more uniform when we scan the end mirror (53 ppm to 61 ppm). We repeated the measurements on several days, finding a statistical error smaller than 4 ppm. The lowest measured losses are not much different with respect to those estimated from individual mirror characterisation performed before the installation (30.3 - 39.3 ppm). This means that no major loss mechanism has been neglected in the estimation presented here. The larger discrepancy found for some beam positions is likely to be due to contamination. In addition to a thorough characterisation of the losses, the methodology described in this paper allowed to find an optimal cavity axis position for which the cavity round trip losses are among the lowest ever measured. This work can contribute to achieve the very challenging losses goals for the optical cavities of the future gravitational-wave detectors.
• Abstract（参考訳）: 光損失の低減は重力波検出器における量子ノイズの低減に不可欠である。 損失は、圧縮された真空の劣化の主な原因である。 フィルタキャビティを介して得られた周波数依存性のスクイージングは、検出器全体の帯域幅における量子ノイズを低減するために現在使われている。 このようなフィルターキャビティは、最適スキーズ角回転を生成するために、高い微細さを要求され、キャビティ内の複数ラウンドトリップを行うため、特にサスペンションビームには損失の存在が有害である。 このような損失を特徴づけることは、達成可能な量子ノイズ低減を評価するために不可欠である。 本稿では,Virgoフィルタキャビティの鏡面上のビーム位置の異なる光学的損失をその場で測定する。 光学的損失は入力ミラーのビーム打撃位置に比例して42 ppmから87 ppmに変化し,エンドミラー(53 ppmから61 ppm)を走査するとより均一となる。 数日間測定を繰り返し, 統計的誤差が4ppm未満であった。 最も低い測定損失は、設置前(30.3 - 39.3 ppm)に行われた個々のミラー特性から推定された損失とそれほど変わらない。 これは、ここで示される推定において大きな損失メカニズムは無視されていないことを意味する。 いくつかのビーム位置で見られる大きな差は、汚染による可能性が高い。 本報告では, 損失の詳細な特徴化に加えて, キャビティラウンドトリップ損失が測定史上最低となる最適キャビティ軸位置を求める方法について述べる。 この研究は、将来の重力波検出器の光学キャビティの非常に困難な損失目標を達成するのに寄与する。

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