Investigation of crackling noise in the vibration isolation systems of the KAGRA gravitational wave detector
引力波探测器，如KAGRA，需要复杂的反射镜悬挂系统来达到高灵敏度。在这些悬架中的一个特别关注的是裂纹噪声的存在，其中钢晶体结构的运动干扰材料缺陷，导致脉冲力释放和激励反射镜运动。KAGRA悬挂系统中的几何反弹簧滤波器（GAS）的裂纹可能会在引力波探测波段中引入噪声。我们研究了低频循环应力作用下微型气体中的裂纹噪声。我们开发了一个微型和KAGRA气体之间的标度律。将实验结果应用于标度律，使我们能够估计KAGRA中爆裂噪声的上限。发现对于60 Hz以上的引力波，爆裂噪声应低于目标灵敏度。
2021-09-02 gr-qc physics.ins-det
Prospects for improving the sensitivity of KAGRA gravitational wave detector
KAGRA是一个新的引力波探测器，旨在从2019年底开始与Advanced LIGO和Advanced Virgo进行联合观测。在这里，我们提出了KAGRA可能的升级计划，以提高未来十年的灵敏度。与其他最先进的探测器不同，KAGRA需要进行不同的升级研究，因为它是唯一一个对测试质量镜进行低温冷却的探测器。本文研究了通过改变输入激光功率、增加反射镜质量和注入频率相关压缩真空来实现的升级方案。我们展示了每次升级对探测器频带的影响，并讨论了对引力波科学的影响。然后，我们根据技术可行性和科学方案提出了一个有效的升级进程。
2019-06-07 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Characterization of the Scattered Light Noise in KAGRA Interferometer
School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学物理科学与技术学院）
研究KAGRA干涉仪中散射光噪声，提出f-cluster分析方法，通过提取时频图拱形特征周期性来估计散射物体振荡频率，应用于KAGRA数据识别出散射频率，发现其与地面运动相关性，有助于表征实际数据中散射光噪声及探寻噪声源。
2026-07-23 astro-ph.IM gr-qc
Estimation of Newtonian noise from KAGRA cooling system
KAGRA是第一个建造在地下的千米级引力波探测器，采用低温技术冷却其测试质量。虽然地下位置提供了具有低地震噪声的安静场所，但是已知冷却基础设施由于低温冷却器操作和低温恒温器的结构共振而产生大的机械振动。由于冷却系统组件相对较重，并且非常接近测试质量，因此由其振动引起的重力振荡（所谓的牛顿噪声）可能会污染检测器的灵敏度。在本文中，我们使用的KAGRA低温恒温器的振动分析的结果来估计冷却系统的牛顿噪声在1-100 Hz的频带。我们的计算表明，虽然这种噪声不会限制当前的探测器灵敏度或螺旋范围，但当KAGRA提高其灵敏度时，它将成为未来的一个问题。我们的结论是，KAGRA可能需要实现维纳滤波器，以减少这种噪声在未来。
2022-07-27 gr-qc physics.ins-det
Prospects for improving the sensitivity of the cryogenic gravitational wave detector KAGRA
为提高引力波探测器的灵敏度而进行的升级使得能够进行更频繁的探测和更精确的源参数估计。与其他先进的干涉探测器，如先进的LIGO和先进的处女座，KAGRA需要不同的方法进行升级，因为它是唯一的探测器，采用低温冷却的测试质量。在本文中，我们描述了可能的KAGRA升级技术集中在不同的探测器波段，并比较紧凑的二元聚结探测的影响。我们表明，无论是在$100 M_{\odot}$- $100 M_{\odot}$二元黑洞范围的5倍改善，在二元中子星范围的1.3倍改善，或在二元中子星的天空本地化的1.7倍改善是非常可行的升级，不需要改变现有的低温或真空基础设施。我们还表明，通过对探测器进行多次升级，可以实现宽带灵敏度的双重提高。
2020-07-24 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Interferometer Euro-Asian Network: Detection Characteristics for Signals of Known Shape
在本文中，我们估计一个可以想象的欧亚网络的引力波（GW）干涉仪，可能会实现在新西伯利亚地区的第三代干涉仪的建设计划的效率。随后，一些网络将组成，包括四个GW探测器。其中有已经活跃的干涉仪VIRGO（意大利）和KAGRA（日本），正在建设中的印度干涉仪- LIGO印度和上述西伯利亚干涉仪。网络的质量问题被认为是典型的数值标准的基础上的效率检测GW信号的已知结构-辐射的相对论性二进制合并。
2020-09-12 gr-qc
Evaluating KAGRA upgrade scenarios for multimessenger observations of binary neutron stars
Division for the Establishment of Frontier Sciences, Organization for Advanced Studies, Tohoku University（东北大学先进科学研究机构前沿科学设立部）
研究双中子星合并观测中KAGRA探测器升级方案，提出结合费舍尔矩阵估计等的计算框架，应用于升级方案评估，发现高频升级定位提高约20%，考虑探测率时宽带升级事件更多，加入KAGRA使定位事件数增约60%，提供评估框架。
2026-07-15 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Probing Inflationary Origins of Primordial Black Holes with LIGO--Virgo--KAGRA O1--O4a data
Tsinghua University（清华大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）
本研究利用LIGO--Virgo--KAGRA O1--O4a数据约束两种暴胀机制产生的原初黑洞，未发现证据，但设定了95%置信上限，证明随机引力波观测是探测小尺度暴胀物理和PBH形成的强大互补手段。
2026-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Realistic Projection for Constraining Neutron Star Equation of State with the LIGO-Virgo-KAGRA Detector Network in the A+ Era
本研究利用降阶求积技术对3,000个模拟双中子星并合信号进行参数估计，评估A+时代LIGO-Virgo-KAGRA网络对中子星状态方程的约束能力，发现潮汐形变估计存在质量依赖偏差并量化修正。
2025-01-20 astro-ph.IM gr-qc
Black hole spectroscopy for KAGRA future prospect in O5
致密双星合并产生的衰荡引力波是检验广义相对论的一个重要目标。合并后的振铃波形的主要成分是黑洞的准正规模。在广义相对论中，一个黑洞的所有多极拟正规模应该给出相同的黑洞参数值。虽然迄今为止观测到的双星黑洞事件还不足以用振铃引力波进行测试，但预计在第三代探测器中将实现测试。日本引力波探测器KAGRA（目前的配置称为bKAGRA）已经开始观测，关于未来升级计划的讨论也已展开。在这项研究中，我们考虑哪一个KAGRA升级方案是最好的检测黑洞的次主导准正规模的目的是测试广义相对论。我们使用一个数值相关性波形作为注入信号，其中包含两个多极模式，并通过匹配滤波分析每个模式。我们的结果表明，FDSQZ方案提高了KAGRA在宽频率范围内的灵敏度，是最适合于黑洞光谱的方案。
2020-03-29 gr-qc
Investigating the effect of sensitivity of KAGRA on sky localization of gravitational-wave sources from compact binary coalescences
The University of Tokyo（东京大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本文通过系统注入研究探讨KAGRA在LIGO-Virgo-KAGRA网络中对致密二体并合源的天空定位提升作用，分析其灵敏度变化对定位精度和探测率的影响。
2026-04-15 astro-ph.HE gr-qc
Effects of lightning strokes on underground gravitational waves observatories
对于地基引力波（GW）探测器，大气中的雷击是环境噪声的来源。一些GW探测器是在地下设施中建造或计划建造的，了解雷击如何影响它们是很有意义的。本文介绍了KAGRA的雷电探测系统，展示了KAGRA隧道内外测得的磁场的特性。还显示了KAGRA主干涉仪GW通道中的一个闪电诱发事件。最后，闪电事件的GW实验的可能应用进行了讨论。
2021-06-06 astro-ph.IM gr-qc
Unsupervised Deep Learning Method for Clustering KAGRA O3GK Transient Noise Data
Ewha Womans University（梨花女子大学）；National Institute for Mathematical Sciences（韩国数学科学研究所）；Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）
本研究针对引力波探测器瞬态噪声分类的监督方法成本高、扩展性差的问题，采用无监督深度学习方法对KAGRA O3GK运行期的瞬态噪声频谱图进行降维聚类，验证了该方法的有效性及应用潜力。
2026-08-26 astro-ph.IM gr-qc
Compact Binary Coalescence Sensitivity Estimates with Injection Campaigns during the LIGO-Virgo-KAGRA Collaborations' Fourth Observing Run
本文基于O4a期间超过4.33亿次注入构建数据产品，刻画LIGO-Virgo-KAGRA第四次观测运行中探测器对不同致密双星并合的灵敏度，并公开数据及使用示例。
2025-11-11 gr-qc
Compact integrated optical sensors and electromagnetic actuators for vibration isolation systems in the gravitational-wave detector KAGRA
本文报道了一个紧凑的模块，集成了光学位移传感器和电磁致动器的振动隔离系统安装在KAGRA，在日本的3公里基线引力波探测器的设计和特点。在技术概念上，该模块属于称为OSEM的类似模块的家族树，用于其他干涉引力波探测器项目。KAGRA在2016年进行首次试运行后，对传感器部分（一种槽传感器）进行了修改，将槽的间距从5 mm增加到15 mm，以避免传感器标志发生机械干扰的风险。我们确认传感器的性能与以前的设计，尽管修改。我们还证实了传感器噪声与理论噪声预算是一致的。噪声水平在1Hz时为0.5nm/rtHz，在10 Hz时为0.1nm/rtHz，传感器的线性范围为0.7mm或更大。我们测量了致动器的响应为1 N/A，并且还测量了致动器的线圈的电阻和电感，以确认与理论的一致性。还测量了不同自由度之间的耦合系数，结果表明，耦合系数可以忽略不计，设计之间的变化很小。一个潜在的关注热噪声的贡献，由于涡流损耗进行了讨论。截至2020年，42个模块在现场运行。
2020-12-02 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational waveforms for unequal mass black hole binaries detectable by KAGRA
不等质量黑洞双星产生的引力波形有望成为未来引力波探测器的常用源。我们推导出了这种系统在最后一部分的inspiral，当较大的自旋占主导地位的轨道角动量和较小的自旋是可以忽略不计的波形。这些自旋主导波形（SDW）的出现，作为一个双重展开的后牛顿参数和另一个参数成比例的轨道角动量和主导自旋的比率。首次给出了引力波作为SDW在KAGRA探测器灵敏度范围内的时间。
2012-12-20 astro-ph.CO gr-qc
The status of KAGRA underground cryogenic gravitational wave telescope
KAGRA是位于日本神冈矿的3公里干涉引力波望远镜。它是第一个建造在地下以降低地震噪声的千米级引力波望远镜，也是第一个使用低温冷却试验质量以降低热噪声的千米级望远镜。在隧道中容纳干涉仪的基础设施的建设以及具有简单的3公里迈克尔逊配置的干涉仪的初始阶段操作已经完成。第一次低温操作预计在2018年，并与一个完整的干涉仪观测运行预计在2020年。介绍了KAGRA的基本结构和目前的状况。
2017-10-13 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Vibration Analysis of KAGRA Cryostat at Cryogenic Temperature
KAGRA使用低温技术将其蓝宝石测试质量冷却至20 K，以降低热噪声。然而，低温制冷机的振动和低温恒温器的结构共振耦合到测试质量，并可能污染检测器的灵敏度。我们进行了振动分析的冷却系统在低温下，研究其对探测器灵敏度的影响。我们的测量表明，屏蔽振动低于1赫兹不受制冷机运行或结构共振，并遵循地面运动。在1-100 Hz的屏蔽的本底噪声被观察到是2-3个数量级大于地震运动，即使没有制冷机操作。低温制冷机的运行不会改变噪声基底，但在整个频谱（1-100 Hz）上观察到2.0 Hz峰值及其谐波。这些结果用于计算冷却系统振动与试验质量的耦合。我们的结论是，从冷却系统的振动不限制KAGRA设计的灵敏度。
2022-03-18 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Overview of KAGRA: Calibration, detector characterization, physical environmental monitors, and the geophysics interferometer
KAGRA是一个新建成的引力波观测站，是一个臂长3公里的激光干涉仪，位于日本岐阜县的神冈市。在本系列文章中，我们概述了KAGRA基线，我们在2019年完成了设计配置的安装。本文介绍了用于从探测器输出重建引力波信号的校准方法（CAL），以及探测器（DET）的特性。本文还介绍了物理环境监测系统（PEM）和光物理干涉仪（GIF）。两者都用于表征和评估引力波通道的数据质量。它们在利用探测器输出进行引力波搜索方面起着重要作用。在不久的将来，一旦实现了引力波探测，并在引力波天文学时代使用KAGRA，这些特性研究将更加重要。
2021-02-09 astro-ph.IM gr-qc
Rapid localization and inference on compact binary coalescences with the Advanced LIGO-Virgo-KAGRA gravitational-wave detector network
本研究提出基于多ROQ基的快速参数估计框架，实现LVK探测器网络下BNS信号的低延迟高精度定位，中位分析仅6分钟，定位面积较BAYESTAR减少约30%，已集成至BILBY并用于LVK预警系统。
2023-07-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Regression of Suspension Violin Modes in KAGRA O3GK Data with Kalman Filters
针对KAGRA低温悬挂小提琴模态造成的窄带污染，本文用卡尔曼滤波器建模并减除谱线，在O3GK数据上验证了不损失信噪比且无波形畸变，为未来低温探测器提供更干净的应变数据。
2025-10-08 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Searching for parity violation with the LIGO-Virgo-KAGRA network
一个随机的引力波背景，预计将出现从叠加的天体物理和宇宙学的起源众多的引力波源。许多宇宙学模型都可能有宇称违反，导致圆极化引力波的产生。提出了一种在引力波数据中寻找宇称破坏的方法。我们首先将这种方法应用于最近的第三次LIGO-Virgo观测运行。然后，我们研究了未来A+ LIGO-Virgo探测器的约束能力，包括KAGRA到网络，用于早期宇宙宇宙学湍流产生的引力波背景。
2021-03-11 gr-qc hep-ph
KAGRA: 2.5 Generation Interferometric Gravitational Wave Detector
最近LIGO/Virgo合作观测到的引力波对物理学和天文学产生了重大影响。全球GW探测器网络将在与天文望远镜和探测器的协调观测中发挥关键作用，以解决源的未知性质。在这里，我们介绍KAGRA（原名LCGT;大规模低温引力波望远镜），一个新的GW探测器与两个3公里的基线臂安排在一个“L”的形状，位于山。池野山，神冈，岐阜，日本。KAGRA的设计与第二代类似，如Advanced LIGO/Virgo，但它将在低温下使用蓝宝石镜。这种低温特性有利于提高100 Hz附近的灵敏度，并被认为是第三代GW探测器概念（例如欧洲的爱因斯坦望远镜或美国的宇宙探测器）的重要特征。因此，KAGRA通常被称为基于激光干涉测量的2.5代GW探测器。KAGRA的安装和调试正在进行中，其低温系统已于2018年5月成功测试。KAGRA的第一次观测运行计划于2019年底，旨在加入先进的LIGO/Virgo网络的第三次观测运行（O3）。在这项工作中，我们描述了一个简短的历史KAGRA和突出的主要特点。最后讨论了在O3时代利用KAGRA进行GW观测的前景。当与现有的GW探测器一起工作时，KAGRA将有助于更准确地定位GW源，并以更高的精度确定源参数，为GW触发候选者的后续观测提供信息。
2018-11-20 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Ultralight vector dark matter search with auxiliary length channels of gravitational wave detectors
近年来，通过测量引力波探测器臂腔振荡长度的变化来寻找超轻暗物质引起了人们的极大关注。虽然引力波探测器对于测量微分臂长变化非常灵敏，但是对暗物质的灵敏度在很大程度上衰减，因为暗物质的影响对于臂腔测试质量是最常见的。在这里，我们建议使用辅助长度通道，其测量功率和信号再循环腔长度以及差分迈克耳孙干涉仪长度的变化。利用辅助干涉仪比两臂腔更不对称的事实，可以提高对暗物质的灵敏度。我们表明，$U(1)_{B-L}$规范玻色子暗物质的质量低于$7\times 10^{-14}$ eV的灵敏度可以大大提高，当我们的方法应用于低温引力波探测器KAGRA，它采用蓝宝石测试质量和熔融石英辅助镜。我们表明，KAGRA可以探测超过一个数量级的未探索的参数空间周围的质量$1.5 \times 10^{-14}$ eV，没有任何修改现有的干涉仪。
2020-10-07 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Evaluation of microseismic motion at the KAGRA site based on ocean wave data
本研究利用日本13个海岸的海浪数据主成分，成功解释了KAGRA场地由海洋波浪引起的微震运动，并展示了其在微震预报中的应用潜力。
2024-07-08 astro-ph.IM gr-qc physics.ao-ph
Comparison of Atom Interferometers and Light Interferometers as Space-Based Gravitational Wave Detectors
我们考虑一类建议的引力波探测器的基础上分离的大基线和参考的共同激光系统的多个原子干涉仪。我们计算这些检测器的灵敏度限制，由于固有的相位噪声的光源，非惯性运动的光源，和原子散粒噪声，并比较它们的灵敏度限制为传统的光干涉仪。我们发现，原子干涉仪和光干涉仪是有限的，在一个几乎相同的方式由固有的相位噪声，都需要类似的缓解策略（如多臂仪器），以达到有趣的灵敏度。来自光源运动的灵敏度极限略有不同，并且在低频极限中有利于原子干涉仪，尽管在两种情况下的极限都很严重。
2012-01-26 gr-qc
Assessing astrophysical foreground subtraction in DECIGO using compact binary populations inferred from the first part of the LIGO-Virgo-KAGRA's fourth observation run
Research Center for the Early Universe (RESCEU), Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科早期宇宙研究中心）
本文通过LIGO-维格罗-KAGRA第四次观测运行第一部分推断的紧致二体人口模型，评估DECIGO中减除天体物理前兆信号的可行性，并发现投影方案对检测原始SGWB至关重要。
2026-08-31 astro-ph.IM gr-qc
Performance of iDQ ahead of LIGO, Virgo, and KAGRA's fourth observing run
本文介绍LVK第三至第四次观测运行间iDQ噪声瞬变识别流水线的改进，结合Omicron构建毛刺概率并挖掘辅助通道关联，验证其在O3b中的检测性能。
2024-12-05 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Laser interferometer gravitational wave detectors
本文简要介绍了引力波激光干涉仪、可能的地面探测源和探测器中的噪声
2000-05-16 gr-qc
Enhancing high frequency sensitivity of gravitational wave detectors with sloshing-Sagnac interferometer
量子散粒噪声限制了引力波探测器在高频段的灵敏度，并最终限制了信号回收腔中的光损耗。这一限制是当前和未来一代探测器探测来自双中子星合并的引力波的主要障碍，因为它不依赖于臂长或注入压缩水平。在本文中，我们提出了晃动Sagnac干涉仪的拓扑结构，它可以得到从迈克耳孙干涉仪的光学连接到一个额外的光学腔的端镜。这将干涉仪转换成一个三倍频耦合腔系统，能够击败信号回收迈克耳孙干涉仪的损耗引起的高频限制。采用先进的LIGO+可比参数，晃动-Sagnac方案在2.5kHz处的灵敏度可提高7倍，对于典型的二元中子并合后波形的信噪比可提高4倍。作为迈克耳孙干涉仪的一种改进，晃动-萨尼亚克干涉仪有可能作为下一代探测器的拓扑结构和现有探测器的升级。
2021-09-23 gr-qc
Experimental investigation of a control scheme for a zero-detuning resonant sideband extraction interferometer for next-generation gravitational-wave detectors
一些下一代引力波探测器，如美国先进LIGO项目和日本LCGT项目，计划使用功率回收共振边带提取（RSE）干涉仪作为其干涉仪的光学配置。功率回收零失谐（PRZD）RSE干涉仪是LCGT的默认设计，其具有五个需要被控制以操作引力波检测器的主要长度自由度。由于光学结构的复杂性，这项任务预计将是非常具有挑战性的。提出了一种新的PRZD RSE干涉仪控制方案，并在样机上进行了实验。利用该控制方案成功地实现了PRZD RSE干涉仪的锁定。这是第一个实验演示的PRZD RSE干涉仪与悬挂测试质量。这一结果为LCGT的实际应用提供了重要依据。
2008-04-25 gr-qc
Search for Peak Structures in the Stochastic Gravitational-Wave Background in LIGO-Virgo-KAGRA O1-O4a Datasets
Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高等能源物理研究所）；Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)（巴塞罗那科学与技术研究院）；Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)（巴塞罗那自治大学）；Catalan Institution for Research and Advanced Studies (ICREA)（加泰罗尼亚研究高级机构）
该研究通过LIGO-Virgo-KAGRA数据探索随机引力波背景中的多峰值结构，采用双峰谱参数化方法进行贝叶斯推断，为未来非平凡引力波背景搜索奠定基础。
2025-12-01 astro-ph.CO gr-qc
Probing gravitational wave polarizations with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA
假设，对于一个给定的源的引力波（GWs），我们知道它的天空位置，是GW事件的情况下，电磁对应物，如GW 170817，我们讨论了一个空流方法来探测GW偏振，包括自旋0（标量）GW模式和自旋1（矢量）模式，特别是与预期的网络先进LIGO，先进处女座和KAGRA。对于两个独立的零流为四个非共对齐GW探测器，我们研究了在天空中的位置，正是在那里的自旋0模式的GW探测器网络的任何零流消失，虽然在一个检测器的应变输出可能包含自旋0模式。我们的数值计算表明，存在70个天空位置，满足这个条件，杀死自旋0模的零流。如果在70个天空位置中的一个位置上发现了一个具有电磁对应物的GW源，则可以通过零流方法将自旋1模式与自旋0模式分开测试。此外，我们研究了两个零流的叠加，以表明三种模式（一种组合自旋0和两种自旋1模式）中的任何一种可以通过适当地调整零流的加权叠加来消除，从而可以通过实验测试一组剩余的偏振模式。
2018-09-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quantum noise in laser-interferometer gravitational-wave detectors with a heterodyne readout scheme
分析和讨论了信号回收激光干涉仪引力波探测器中的量子噪声，如先进的LIGO，使用外差读出方案，并考虑到光机械动力学。与零差检测相反，外差读出方案可以同时测量输出场的一个以上正交，提供优化干涉仪灵敏度的附加方式，但以附加噪声为代价。我们的分析提供了所需的框架，以评估零差或外差读出方案是更理想的第二代干涉仪从天体物理的角度来看。作为一个更理论的结果，我们的分析，我们表明，由于海森堡不确定原理的外差计划不能将传统的干涉仪（宽带）量子非爆破干涉仪。
2003-02-11 gr-qc
Triple Michelson Interferometer for a Third-Generation Gravitational Wave Detector
即将进行的欧洲设计研究“爱因斯坦引力波望远镜”是国际社会为设计第三代干涉测量引力波探测器而作出的重大努力的第一步。人们普遍认为，第三代仪器可能不会安装在现有的基础设施中，但会促使人们重新寻找最佳探测器地点。因此，探测器设计可以比正在进行的第二代仪器设计受到更少的约束。特别是，研究传统L形迈克耳孙干涉仪的替代方案将是谨慎的。在这篇文章中，我们回顾了一个旧的建议，使用三个迈克耳孙干涉仪在一个三角形的配置。我们使用这个三重迈克耳孙干涉仪的例子来澄清术语，并将把这个想法的背景下，最近的研究干涉仪技术。此外，三角形探测器的优点将被用来激励这个设计，作为一个很好的起点，为更详细的研究工作，朝着第三代引力波探测器。
2009-03-05 gr-qc
A Neural Network-Based Search for Unmodeled Transients in LIGO-Virgo-KAGRA's Third Observing Run
LIGO Laboratory（LIGO实验室）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文提出基于神经网络和GWAK方法的引力波瞬态搜寻方案，在LIGO-Virgo-KAGRA第三次观测数据中成功探测到三个CBC事件及多种探测器毛刺，证明其能超越现有流水线限制。
2024-12-27 astro-ph.IM cs.LG gr-qc
Measurement of a Stochastic Gravitational Wave Background with a Single Laser Interferometer
激光干涉仪引力波探测器可以在其自由光谱范围内工作。我们表明，在这种情况下，当干涉仪是很好地理解一个可以检测到一个随机的背景，使用一个单一的检测器。
2005-01-27 gr-qc
Mirror thermal noise in laser interferometer gravitational wave detectors operating at room and cryogenic temperature
镜面热噪声是并将继续是限制基于激光干涉仪的引力波探测器灵敏度的主要因素之一。我们报告有关投影镜的热噪声，由于在反射镜涂层和基板的损失。评估包括目前已知的所有类型的热噪声。几个设想的基板和涂层材料被认为是。报道了在室温和低温下工作的反射镜的结果。
2009-12-01 gr-qc
Scaling law in signal recycled laser-interferometer gravitational-wave detectors
通过映射的信号回收（SR）的光学配置，一个三镜腔，然后到一个单一的失谐腔，我们表示SR光机械动力学，输入-输出关系和噪声谱密度方面只有三个特征参数：（自由）光学谐振频率和衰减时间的整个干涉仪，和激光功率循环臂腔。这些参数，因此，干涉仪的属性，是不变的SR镜反射率，SR失谐，臂腔存储时间和输入功率在分束器的适当缩放下。此外，到目前为止，激光干涉仪引力波探测器的量子力学描述，包括辐射压力效应，仅在臂腔内部反射镜的透射中获得线性阶。我们放松这一假设，并讨论如何噪声谱密度的变化。
2002-08-18 gr-qc
Real-time phasefront detector for heterodyne interferometers
我们提出了一个实时差分相锋检测器灵敏度优于3毫拉德均方根，这对应于约500 pm的精度。该检测器执行外差干涉仪的相位波前的空间分辨测量，外差频率高达约10 kHz。该仪器是作为LISA技术包（LTP）干涉仪研究的一部分而开发的，并将协助制造其飞行模型。由于该仪器提供的优点，它也在光学计量中具有一般应用。
2012-03-20 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Gravitational waves from merging intermediate-mass black holes : II Event rates at ground-based detectors
基于一个超大质量黑洞的动力学形成模型，我们估计了引力波在KAGRA或先进的LIGO/VIRGO等地面探测器上的观测轮廓。注意到第二代探测器在10 Hz及以上有足够的灵敏度（特别是KAGRA，因为它的位置在更少的地震噪音），我们能够探测到质量为$M < 2\times 10^3 M_\odot $的BH的衰荡引力波。这使我们能够检查BH合并到SMBH通过中等质量BH的序列。我们估计的星系晕形成模型的数密度和估计的BH合并的巨分子云模型假设合并的核心分层增长的数量。在设计的KAGRA（和/或先进的LIGO/VIRGO），我们发现，BH合并的总质量$M\sim 60M_\odot$是在预期的质量分布的峰值。利用其信噪比$ρ=10 (30)$，我们估计了最乐观情况下每年的事件率$R \sim 200 (20)$，并且我们还发现，对于$ρ=10$，在$M < 150 M_\odot$范围内的BH合并是每年的$R>1$。因此，如果我们在未来的引力波观测中观测到一个具有多于$100 M_\odot$的BH，我们的模型自然就能解释它的来源。
2017-02-02 astro-ph.GA gr-qc
Statistical Estimation and Correction of Model-Measurement Bias in Time-Dependent Correction Factors of KAGRA
The University of Tokyo（东京大学）；Institute for Cosmic Ray Research, KAGRA Observatory, The University of Tokyo（宇宙线研究所KAGRA观测站，东京大学）；Gravitational Wave Science Project, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台引力波科学项目）
提出统计框架，利用校准线频率处的重复测量-模型比估计并修正模型-测量偏差，通过限制最大似然滚动随机效应模型估计偏差校正因子，应用于KAGRA O4c数据后有效减小响应偏差。
2026-06-08 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational wave detectors based on matter wave interferometers (MIGO) are no better than laser interferometers (LIGO)
我们表明，最近的说法，物质波干涉仪具有更高的灵敏度比激光干涉仪的一个可比的物理设置是没有根据的。我们指出了前面分析中的错误所在。我们还反驳了只有基于测地线偏差方程的描述才能产生正确的物理结果的说法。本文导出的线性扰动时空中非相对论性大质量粒子的量子动力学方程，对于处理更广泛的一类相关物理问题是有用的。本文还对原子干涉仪探测引力波作了一般性讨论。
2004-12-17 gr-qc
Overview of KAGRA: Detector design and construction history
KAGRA是一台新建的引力波望远镜，是一台激光干涉仪，由长3.5公里的臂组成，位于日本岐阜县神冈市。KAGRA是在地下建造的，它使用低温反射镜进行操作，有助于减少地震和热噪声。这两种技术都有望为引力波望远镜的未来提供方向。2019年，KAGRA完成了所有设计配置的安装，我们称之为KAGRA基线。在这种情况下，我们在一系列文章中从各种角度概述了KAGRA基线。在这篇文章中，我们介绍了KAGRA的设计配置及其历史背景。
2020-07-03 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Jiggled interferometer: Ground-based gravitational wave detector using rapidly-repeated free-falling test masses
Nagoya University（名古屋大学）；Syracuse University（雪城大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), WPI, UTIAS, The University of Tokyo（理化学研究所宇宙粒子天体物理研究所（Kavli IPMU））；Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency（日本宇宙航空研究开发机构宇宙科学研究所）；Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）
本文提出了一种新型地面引力波探测器Jiggled Interferometer，通过低频噪声抑制技术，利用快速重复自由下落测试质量消除地震和悬架热噪声，实现了在0.1-0.3 Hz频段内比宇宙探测器的地震和悬架噪声提升四量级的灵敏度。
2026-04-09 gr-qc
Displacement-noise-free interferometeric gravitational-wave detector using unidirectional neutrons with four speeds
对于进一步的引力波探测，研究一种降低地基探测器在低频时占优势的各种镜面位移噪声的技术具有重要意义。中子无位移噪声干涉仪（DFI）是在较低频率下消除所有反射镜位移噪声的工具之一。在本文中，我们描述了一个进一步简化的配置中子DFI的中子入射方向。在新的配置中，中子以四种速度以单向入射进入干涉仪，而不是像以前报道的那样以两种速度以相反方向的两个双向入射。中子DFI的这种简化对于原理验证实验是重要的。
2022-11-01 gr-qc
Optimizing Active Seismic Isolation Systems in Gravitational-Wave Detectors
本研究首次将H-infinity优化方法应用于KAGRA引力波探测器的主动地震隔离，通过设计最优传感器校正与融合滤波器，显著提升了低频段噪声抑制性能与探测器运行占空比。
2025-06-17 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Sagnac-type neutron displacement-noise-free interferometeric gravitational-wave detector
本文提出一种使用Sagnac干涉仪替代Mach-Zehnder干涉仪的新型中子位移无噪声干涉仪（DFI）配置，在相同尺度下灵敏度高于传统中子DFI，适用于空间和通量受限场景。
2024-03-25 gr-qc
The First Model-Independent Chromatic Microlensing Search: No Evidence in the Gravitational Wave Catalog of LIGO-Virgo-KAGRA
本文利用μ-GLANCE对GWTC-3中72个超阈值引力波事件开展首个模型无关的波动光学微透镜搜索，虽发现一个边缘候选体，但无确凿证据，排除了显著微透镜信号。
2025-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Design of a speed meter interferometer proof-of-principle experiment
第二代大尺度干涉型引力波探测器在其探测波段的宽频带上将受到量子噪声的限制。未来的升级或超过第二代的新探测器的进一步灵敏度改进激励了测量方案的发展，以减轻这些仪器中量子噪声的影响。为了实现这一目标，正在进行两方面的开发，重点是修改完善的迈克尔逊探测器配置和开发不同的探测器拓扑结构。在本文中，我们提出了目前正在格拉斯哥大学建造的世界上第一个Sagnac速度计干涉仪的设计。通过这个原理验证实验，我们的目标是证明理论上预测的Sagnac干涉仪与等效的迈克耳孙干涉仪相比具有更低的量子噪声，以使Sagnac速度计有资格进一步研究，以实现下一代大规模引力波探测器，例如计划中的爱因斯坦望远镜天文台。
2014-09-11 gr-qc physics.optics quant-ph
A Three-Dimensional Laser Interferometer Gravitational-Wave Detector
引力波（GW）为我们打开了一扇电磁波谱之外的宇宙新窗口。自2015年以来，地面GW探测器通过激光干涉测量技术捕获了数十个GW事件。然而，所有的地基探测器都是L形迈克耳孙干涉仪，对GW的方向响应非常有限。在这里，我们提出了一个三维（3-D）激光干涉仪检测器的形状的一个规则的三棱锥，它具有更球对称的天线方向图。此外，新的配置对应于更强的约束GW源的参数，并能够构造空流，以摆脱信号样的噪声事件。这种千米级的三维探测器将为GW和电磁辐射的联合搜索提供新的思路。
2020-10-06 astro-ph.IM gr-qc
Input optics systems of the KAGRA detector during O3GK
KAGRA是地下和低温引力波探测器，于2020年2月25日至3月10日进行了单独观测，并于2020年4月7日至21日（O3GK）与GEO 600探测器进行了首次联合观测。本研究概述了KAGRA探测器的输入光学系统，包括各种光学系统，如激光源，其强度和频率稳定系统，调制器，法拉第隔离器，模式匹配望远镜和高功率束流收集器。这些光学元件成功地被送到KAGRA干涉仪上，并在观测过程中稳定运行。激光频率噪声被观察到限制检测器的灵敏度高于几kHz，而激光强度没有显着限制检测器的灵敏度。
2022-10-12 gr-qc physics.ins-det
First cryogenic test operation of underground km-scale gravitational-wave observatory KAGRA
KAGRA是第二代干涉式引力波探测器，臂长3公里，在日本岐阜县神冈市建造。它现在正处于最后的安装阶段，我们称之为bKAGRA（基线KAGRA），科学观测预计将于2019年底开始。KAGRA的优势之一是其位于地表以下至少200米的地下位置，这使得低频地震运动小，探测器稳定性高。另一个优点是，它将蓝宝石测试质量镜冷却到低温温度，以减少热噪声。2018年4月至5月，我们运行了一个3公里长的迈克耳孙干涉仪，并使用低温测试质量运行了10天，这是第一次在低温下运行公里级干涉仪。在这篇文章中，我们报告了这个“bKAGRA第1阶段”操作的结果。我们已经证明了3公里的干涉仪与低温反射镜对准和控制的可行性。
2019-01-11 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Signal recycled laser-interferometer gravitational-wave detectors as optical springs
利用线性量子测量的力敏感度形式，我们研究了信号回收干涉仪，如LIGO-II的动力学。我们表明，尽管四个臂腔镜的反对称运动模式最初是由自由质量描述的，但当信号回收镜被添加到干涉仪时，辐射压力不仅由于量子涨落随机地干扰了“自由质量”的运动，而且更根本地，使其对力的响应就像它连接到具有特定光学机械刚度的弹簧上一样。这种振荡响应产生了比以前已知的SR干涉仪更丰富的动态，这增强了重塑噪声曲线的可能性，并且如果热噪声可以被推得足够低，则能够击败标准量子极限。我们还展示了使用伺服系统来抑制与光学机械相互作用相关的不稳定性而不损害干涉仪的灵敏度的可能性。
2001-07-05 gr-qc
