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arXiv 2602.02203astro-ph.IMgr-qc
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LISA 非线性动力学与倾角-长度耦合

LISA Non-Linear Dynamics and Tilt-To-Length Coupling

Universität Heidelberg（海德堡大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Leuven Gravity Institute, KU Leuven（荷语鲁汶大学引力研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）

Lavinia Heisenberg, Henri Inchauspé, Sarah Paczkowski, Ricardo Waibel

备注：
31 pages, 22 figures; added one reference, small changes to appendix E.1
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AI总结：

本研究通过闭环非线性动力学模拟，验证了LISA任务中TTL耦合对干涉仪输出的影响，并通过正弦机动提高了TTL参数推断的精度。

摘要：

对于LISA任务，倾角-长度（TTL）耦合预计将在激光频率噪声被抑制后成为主要的仪器噪声贡献之一。本工作首次使用闭环、非线性和时变的动力学实现来模拟航天器和光学支架的详细角抖动。从而，这为TTL对干涉仪输出的贡献提供了更准确的预期。研究表明，考虑到当前对耦合系数大小的估计，TTL耦合的影响受到限制。使用时域最小二乘估计器从模拟测量中推断TTL参数。在常规数据集中，当TTL系数被放大时，偏置和相关性使估计器的相对误差达到10%，但TTL信号的减去仍能良好工作。对于较低的读出噪声，估计误差会发散，这可以通过正则化项来缓解。或者，使用正弦机动可将推断精度提高到TTL系数在预期水平附近时的高精度0.1%，消除推断参数中的所有相关性。这在闭环设置中验证了Wegener等人（2025）设计的机动方案。

英文摘要：

For the LISA mission, Tilt-To-Length (TTL) coupling is expected to be one of the dominant instrumental noise contributions after laser frequency noise is suppressed based, on assumptions on the size of the coupling and angular jitter levels. This work uses for the first time a closed-loop, non-linear, and time-varying dynamics implementation to simulate detailed angular jitters for the spacecraft and optical benches. In turn, this gives an improved expectation of the TTL contribution to the interferometric output. It is shown that the TTL coupling impact is limited given current estimates on the size of coupling coefficients. A time-domain Least Squares estimator is used to infer the TTL parameters from the simulated measurements. The bias and correlations limit the estimator in the case of regular datasets with amplified TTL coefficients to a relative error of $10\%$, but the subtraction of the TTL signal still works well. For lower readout noises, the estimation error diverges, which can be mitigated using a regularization term. Alternatively, using sinusoidal maneuvers improves the inference to a high accuracy of $0.1\%$ for TTL coefficients around the expected level, removing all correlations in the inferred parameters. This validates the maneuver design by Wegener et al. (2025) in this closed-loop setting.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

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