Ad VIRGO Ad VIRGO noise budget Mours B
熱雑音 将来計画では、熱雑音(図 はAd VIRGO、コーティング サーマルノイズ)が問題に なることが指摘されている。 Ad. VIRGO noise budget Mours, B. ; Tournefier, E. & Vinet, J. , Classical and Quantum Gravity, 23, 5777 -5784 (2006) 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 3/26
LG モードビーム エルミートガウス (HG) モード 03 13 23 33 02 12 22 32 01 11 21 31 00 10 20 30 LG モード 33 22 00 32 11 21 31 10 20 30 Amplitude Phase 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 4/26
LGビームのパワー分配 by M. Laval and J. Y. Vinet Integrated beam power for modes with 1 ppm loss on a mirror with d =35 cm より均一なパワーdistributionをもつため 熱雑音に対して得をする 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 5/26
LGビームの熱雑音 HG 00 mode: LGnm modes: ※ 無限大鏡 Flat beams: LG 33 ストレインで 1. 8倍よくなる J. Y. Vinet , CQG 22 (2005) 1395, Bondu et al. Physics Letters A 246 (1998) 227 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 6/26
熱雑音の改善度 Reduction factor of thermal noise LG 00 / HG 00 LG 33 LG 55 Mesa beam Coating thermal noise 1 ~2. 2 ~2. 3 ~1. 5 Substrate thermal noise 1 ~2. 7 ~1. 8 Thermo elastic noise 1 ~0. 6 ~0. 4 ~1. 8 1 ppm クリッピングロスに対応するビームサイズを仮定 References: C. TN: personal coammunication J. -Y. Vinet S. TN: Mours et al. . CQG 23 (2006), 5777 T. E. N: personal communication J. -Y. Vinet 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 7/26
Flat ビームとの比較 Etr Ecav E 0 Eref M 1 M 2 M 1 これまでの普通の球面 ミラーが使用可能 9 th April 2010 Flat top beam cavity M 2 By M. Laval and J. -Y. Vinet HG & LG mode cavity メキシカンハット型の ミラーが必要 Keiko Kokeyama 8/26
長さ・アライメント制御信号 Transversal mode Longitudinal error signal Coupling tilt into longitudinal phase Control Matrix for alignment signals LG 00 5. 0º 1 mrad LG 33 0. 4º 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 9/26
らせんモードコサインモード らせんモード cosine mode 33 00 9 th April 2010 22 32 11 21 31 10 20 30 33 22 11 00 Keiko Kokeyama 10 32 21 31 20 30 サインモード コサインモード 10/26
らせんモードコサインモード らせんモード cosine mode 33 00 22 32 11 21 31 10 20 30 33 22 11 00 10 32 21 31 20 30 同じBrownian TN をもつ 9 th April 2010 Keiko Kokeyama サインモード コサインモード 10/26
Phase Plate Liquid-crystal-on-silicone spatial light modulator (LSM, phase plate) 入射LG 00ビームのwavefront に位相変調をかけLG 33モードにホログラフ ィック的に変換する 1024 x 768 pixels, 19. 5 x 14. 6 mm (1 pixel = 19 um) phase plate Holoeye LC-R 2500 Matsumoto et al, J. Opt. Soc. Am. A 25, 7 (2008) 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 12/26
Phase Plate Liquid-crystal-on-silicone spatial light modulator (LSM, phase plate) 入射LG 00ビームのwavefront に位相変調をかけLG 33モードにホログラフ ィック的に変換する 1024 x 768 pixels, 19. 5 x 14. 6 mm (1 pixel = 19 um) phase plate の断面図 Holoeye LC-R 2500 Matsumoto et al, J. Opt. Soc. Am. A 25, 7 (2008) 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 12/26
Phase Image – ブレーズ回折 Phase imageに加えて、ブレーズ回折も使用 n Phase Plateへの入射角度をなるべく小さくするため n Phase p 0 x Blazing period LG 33 cosモード LG 33らせんモード 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 14/26
Phase Image – ブレーズ回折 Phase Image 0 th Order 1 st Order Period=2. 21 pixel Period=3. 73 pixel Period=5. 30 pixel Period=10. 30 pixel Period=15. 30 pixel 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 15/26
なぜ linear MC? らせんLGモードはtriangular MCを透過しない 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 19/26
モードクリーナーパフォーマンス n n 9 th April 2010 2枚鏡の固定キャビティ 15 MHz でPDH 変調 長さ 0. 21 m (round trip 0. 42 m) フィネス~ 207 (r. F=98%, r. E=99%) Keiko Kokeyama 20/26
モードクリーナーパフォーマンス MC前 9 th April 2010 MC後 Keiko Kokeyama 21/26
エラーシグナル LG 33 コサインモードPDH信号 Signal Voltage [V] 2 1 0 -1 -2 70. 6 71 71. 4 Time [s] 71. 8 フィッティング: Mirror losses: 3116. 29 ppm Modulation index: 0. 017641 Demodulation phase: 99. 6749 degrees 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 23/26
現在の問題点 Phase plateが60 Hz(交流電源)で点滅 パッシブなPhase plateに交換する 9 th April 2010 Keiko Kokeyama 25/26
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