直流读出与法布里-珀罗引力波探测器的理论详细分析
该研究团队仅通过激光的量子电动力学理论与镜面运动的海森堡方程,详细讨论了采用直流读出方案的Fabri-Perot引力波探测器中的量子期望值与稳态噪声谱密度。研究表明镜面运动的初始条件集中于摆锤基频附近,与目标频段无关。虽然在理想情况下学术界普遍认为:当注入激光功率增大时,信号参考噪声谱中高频段的散粒噪声会降低,但该工作获得的噪声谱密度表明,即使增大注入功率,散粒噪声仍不会减弱。这种现象源于经典辐射压力从经典载波场向输出端口的泄漏,而直流读出方案以经典载波场作为参考基准。由于经典辐射压力作为恒定力影响镜面运动,这种恒定力会改变镜面摆锤运动的平衡点。为实现理想状态,必须考虑调整干涉仪的调谐点使镜面重归平衡位置。研究人员考察了平衡调谐不完全的情况,证实上述散粒噪声特性正是源于这种非理想调谐。该工作还探讨了非完全调谐状态下镜面位移相对平衡点的最大偏离量,以期实现接近理想状态的恢复。
