Subtraction of temperature induced phase noise in the LISA frequency band
温度波动是影响引力波探测器在甚低频范围探测的主要限制因素之一。在这里，我们报告的特点，这种噪声源在LISA探路者光具座，并提出了一种方法，以消除其贡献的数据。我们的研究结果表明，温度波动确实限制了我们的测量低于1毫赫兹，并且它们的减法导致LISA测量频带10^{-4} Hz低端的噪声水平降低了5.6倍（15 dB），在更低的频率下增加到20.2倍（26 dB），即，1.5x10^{-5} Hz。本文提出的方法可应用于一般情况下用多个传感器消除噪声源的引力波探测器中其它噪声源的扣除。
2013-06-19 astro-ph.IM gr-qc
LISA Sensitivity and SNR Calculations
本技术说明详细介绍了LISA任务中噪声功率谱密度、灵敏度曲线及信噪比的计算方法，为欧空局提供参考，并作为LISA科学需求文件的依据。
2026-10-07 astro-ph.IM gr-qc
Impact of the noise knowledge uncertainty for the science exploitation of cosmological and astrophysical stochastic gravitational wave background with LISA
本文研究了仪器噪声知识不确定性对LISA表征随机引力波背景的影响，发现允许噪声不确定性会使约束能力退化1至2个数量级，且要避免此退化需达到亚百分比的噪声精度，这在实践中难以实现。
2023-08-02 astro-ph.IM gr-qc
LISA Gravitational Wave Sources in A Time-Varying Galactic Stochastic Background
激光干涉仪空间天线（LISA）数据分析的一个独特挑战是，仪器噪声和天体物理源的噪声背景将在一年内和整个任务期间发生重大变化。噪声水平的变化将在时间尺度上与大多数信号在检测器的敏感带中花费的时间相当或更短。银河系随机GW背景的振幅的变化，从银河双星的天线图案相对于银河系中心旋转是一个特别重要的组成部分的噪声变化。因此，LISA对不同来源类别的敏感度将随着天空位置和时间的变化而变化。这种变化将影响整体信噪比和EM观察员搜索多信使对应物的警报效率。
2022-06-29 astro-ph.IM gr-qc
Post-processing subtraction of tilt-to-length noise in LISA in the presence of gravitational wave signals
本文研究LISA中倾斜到长度噪声的后处理减除，在模拟数据上针对四种引力波信号验证该减除不影响信号质量，且信号特征保持不变。
2025-02-02 astro-ph.IM gr-qc
Removing the trend of drift induced from acceleration noise for LISA
在本文中，我们展示了一种方法来消除随机加速度在频域中的LISA验证质量引起的漂移的功率。在进行任何进一步分析之前，必须从LISA时间序列数据中清除漂移。清洗通常在时域中通过使用二次函数来拟合时间序列数据，然后从数据中去除拟合部分来执行。对残差进行傅里叶变换，再与LISA传递函数卷积，得到LISA灵敏度曲线。然而，宇宙引力波背景由于其随机性而不能用这种方法恢复。在这里，我们提供了一个新的表示的功率谱给出的离散傅立叶变换，这是应用于找到的漂移功率的功能，在频域中的清洁。我们还给出了用于在频域中分析数据的概率分布。我们结合几种技术，包括马尔可夫链蒙特卡罗方法，模拟退火，和Gelman & Rubin的方法，与贝叶斯定理建立的算法。该算法被用来分析24个模拟的LISA仪器噪声。我们证明，通过这种方法可以恢复LISA的灵敏度。它可以帮助我们建立一些必须在频域完成的LISA数据分析任务的算法。如果其他星载干涉仪的证明质量上的电荷不能完全抵消，则该方法可以应用于其他星载干涉仪。
2012-02-14 astro-ph.IM gr-qc
Numerical simulation of time delay interferometry for new LISA, TAIJI and other LISA-like missions
LISA Pathfinder在证明LISA无阻力要求方面的成功为利用空间飞行任务探测低频和中频全球引力波铺平了道路。新的LISA GW任务建议使用2.5 Gm（1 Gm = 106 km）的臂长。TAIJI GW任务建议使用3 Gm的臂长。为了获得所需的灵敏度，激光频率噪声必须被抑制到低于次级噪声，如光路噪声，加速度噪声等。在以前的论文中，我们已经进行了数值模拟的时间延迟干涉（TDI）的原始LISA，ASTROD-GW和eLISA，以及一个LISA类飞行任务，标称臂长为2 Gm，使用CGC2.7/CGC2.7.1星历框架。在本文中，我们遵循相同的程序来模拟新的LISA任务和太极任务的时间延迟干涉术的数值与LISA的臂长1，2，4，5和6 Gm的任务。计算得到的第二代TDI的光程差为新的LISA，TAIKI，和LISA类任务或臂长1，2，4，5和6 Gm远低于其各自的限制，激光频率噪声需要被抑制。然而，对于第一代X、Y和Z TDI配置，原始要求需要放宽3至30倍才能满足。对于新的LISA和TAIJI，大约一个数量级的弛豫将是好的，并推荐;鉴于激光稳定性的最新进展，这可以根据激光稳定性要求来承担。与X、Y和Z相比，X+Y+Z配置确实具有良好的路径长度差消除，并且可以用作空字符串检测检查。我们编译和比较各种TDI配置的差异，由于不同的臂长的各种LISA样的任务建议和ASTROD-GW任…
2017-12-10 astro-ph.IM gr-qc
Revisitation of time delay interferometry combinations that suppress laser noise in LISA
为了了解如何时间延迟干涉（TDI）组合可以最好地用于表征LISA仪器噪声的目的，我们重新审视其激光频率噪声消除特性。我们已经开发了一种算法来搜索所有可能的组合，这些组合在与X，Y和Z经典组合相同的水平上抑制噪声。该算法使用符号公式计算延迟，该公式明确地包括卫星的速度和加速度到相关阶数。此外，一旦确定了组合，通过使用开普勒轨道和夏皮罗延迟校正数值求解相关方程来验证延迟。我们发现，抑制噪声的组合的数量大于文献中所报道的。特别是，我们发现一些被认为只能部分抑制噪声的组合，实际上确实以与基本X，Y和Z组合相同的精度水平抑制了噪声。
2020-06-16 astro-ph.IM gr-qc
Noise characterization for LISA
我们考虑的一般问题，估计飞行中的LISA噪声功率谱和交叉谱，这是需要检测和估计的引力波信号中存在的LISA数据。对于LISA基线设计和长波长限制，我们限制了依赖于使用完全对称Sagnac组合（$ζ$）的所有光谱估计器的误差。这一过程避免了估计中的偏差，否则会引入一个强大的银河系背景的存在下，在LISA数据。我们专门讨论了银河系白矮星-白矮星双星随机信号的探测和研究。
2003-08-26 gr-qc
Thermo-elastic induced phase noise in the LISA Pathfinder spacecraft
在LISA Pathfinder的在轨热测试活动期间，数据和诊断子系统在集成到卫星中之后首次在接近空间的条件下进行了测试。结果表明，温度测量系统符合要求，得到了$1-30\;{\rm mHz}$频段内$10^{-4}\,{\rm K}\, {\rm Hz}^{-1/2}$周围的温度噪声。此外，控制热信号注入到将LISA技术包（LTP）核心组件锚定到卫星结构的悬挂支柱，允许首次通过实验估计LTP干涉仪（卫星的主要仪器）的热弹性变形的相位噪声贡献。发现这样的贡献在$10^{-12}\,{\rm m}\, {\rm Hz}^{-1/2}$处，比测量带宽（$1\,{\rm mHz}$）下端处的测量噪声低30倍。
2014-12-12 astro-ph.IM gr-qc
Leveraging Time-Dependent Instrumental Noise for LISA SGWB Analysis
本文提出利用LISA仪器噪声随时间波动的特性，通过基于模拟的推断分析短数据段，以提高对随机引力波背景的探测灵敏度。
2025-05-06 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Ranging Sensor Fusion in LISA Data Processing: Treatment of Ambiguities, Noise, and On-Board Delays in LISA Ranging Observables
本文针对 LISA 数据处理中星载延迟和 PRN 测距模糊度问题，提出三阶段测距传感器融合方法，结合 PRN 测距、边带拍频、TDI 测距和地面观测，并通过卡尔曼滤波降低噪声、交叉检查解决模糊度与偏移量。
2024-01-16 astro-ph.IM gr-qc
Annual modulation of the Galactic binary confusion noise bakground and LISA data analysis
研究了银河系混淆噪声背景的各向异性及其对LISA数据分析的影响。LISA有两个与低频区相关的引力波信号数据流。由于背景的各向异性，它们的混淆噪声的矩阵具有非对角分量，并且强烈地依赖于检测器平面的取向。研究发现，天球平均混淆噪声水平$\sqrt {S(f)}$在3个月内变化约2倍，且在春分或秋分前后达到最小值。
2004-03-02 astro-ph gr-qc
Spurious Acceleration Noise on the LISA Spacecraft due to Solar Activity
激光干涉仪空间天线的噪声来源之一是空间环境随时间变化的变化，其形式是太阳辐照度波动产生的太阳风粒子和光子压力。这些影响的大致大小可以从太阳风和太阳辐照度的平均特性来估计。我们使用的数据所采取的ACE（高级康普顿探测器）卫星和处女座（太阳辐射和重力振荡的变化）仪器SOHO卫星在整个太阳周期计算的力量，由于太阳风和光子压力辐照LISA航天器。我们产生了一个现实的模型，这些环境噪声源的影响和他们的变化在预期的过程中的LISA任务。
2020-07-03 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Arm locking performance with the new LISA design
激光干涉仪空间天线（LISA）是未来的天基引力波（GW）探测器，设计用于对低频范围（0.1 mHz至1 Hz）的辐射源敏感。LISA的干涉仪信号将由激光频率噪声主导，必须使用称为时间延迟干涉测量（TDI）的算法将其抑制约7个数量级。已经提出了臂锁定以将激光频率噪声降低几个数量级，从而降低与TDI相关的潜在风险。在本文中，我们提出了一个更新的性能模型臂锁定新的LISA任务使用2.5 Gm的臂长，目前假设的时钟噪声，航天器运动，和散粒噪声。我们还更新多普勒频率拉估计锁定捕获期间。
2021-12-01 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Subtraction of test mass angular noise in the LISA Technology Package interferometer
我们提出了最近的灵敏度测量的LISA技术包干涉仪与关节镜作为测试质量，由压电换能器驱动。已经证明了所需的纵向位移分辨率为9 pm/sqrt[Hz]，高于3 mHz，角噪声对应于在轨操作中的预期。通过将角度干涉测量数据流拟合到纵向位移测量值，完全减去了该测试质量抖动对灵敏位移读数的过量噪声贡献。因此，这种交叉耦合不构成对LISA技术封装干涉测量所需性能的限制。
2012-03-20 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Tilt-to-length coupling in LISA Pathfinder: analytical modelling
本文首次提出一个解析模型描述LISA Pathfinder中测试质量重新对准引起的倾角到长度耦合噪声变化，涵盖杠杆臂、活塞效应等机制及非几何噪声贡献，并通过数值模拟验证，为成功分析任务数据提供基础。
2023-05-05 astro-ph.IM gr-qc
Gaussianity of LISA's confusion backgrounds
由于激光干涉仪空间天线（LISA）波段中有大量的源，因此对LISA的数据分析将变得复杂。在大部分波段中，银河系白矮星双星（GWDB）在频率空间中足够密集，因此不可能分辨出其中的大部分，而来自未分辨的银河系双星的“混淆噪声”将在确定LISA对该波段其他源的灵敏度时超过仪器噪声。来自未分辨的极端质量比吸气（EMRI）的混淆噪声也可能对LISA的总噪声曲线有显著贡献。到目前为止，LISA的混淆噪声对匹配滤波器搜索及其检测阈值的影响的估计通常基于中心极限定理将噪声近似为高斯噪声。然而，在匹配滤波器搜索中，给定类别信号的适当检测阈值可能位于信噪比概率分布的尾部相当远的地方，其中先验地不清楚高斯逼近是否可靠。利用Edgeworth展开和大偏差理论，我们研究了通常的匹配滤波器检测统计量的概率分布，远离分布的尾部。我们将这些工具应用于四个有点理想化的版本的特定LISA搜索。
2007-08-30 gr-qc
Calculating the precision of tilt-to-length coupling estimation and noise subtraction in LISA using Fisher information
LISA中角度抖动产生的倾斜-长度（TTL）噪声预计将成为毫赫兹波段的主要噪声源，除非在后处理中进行校正。只有在使用时间延迟干涉法（TDI）去除压倒性的激光相位噪声后，才有可能进行校正。我们在这里提出了一个频域模型，描述了所有三个航天器的角运动的干涉信号传播后，通过TDI的效果。然后，我们应用Fisher信息矩阵分析这个模型来计算TTL耦合系数可能估计的最小不确定性。此外，我们显示了这些不确定性对引力波读出通道中剩余TTL噪声的影响，并将其与角见证传感器读出噪声的影响进行比较。我们表明，残余TTL噪声后减去TDI变量的情况下，使用LISA角抖动的要求和一天的积分时间被限制在8\，pm/ $\sqrt{\rm Hz}$水平的角度感测噪声。然而，使用更现实的角度抖动模型，我们发现TTL耦合的不确定性是70倍大，并且这些不确定性将噪声减除限制在14 μ m/ $\sqrt{\rm Hz}$水平。
2022-08-31 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Upper limits on stray force noise for LISA
我们已经开发了一个扭摆设施LISA重力参考传感器地面测试，使我们能够把显着的上限剩余杂散力施加的LISA样的位置传感器上的一个代表性的测试质量，并表征特定的干扰源LISA。我们在这里提出的设施的细节，用于最大限度地提高其灵敏度的实验程序，以及用于表征钟摆本身，使我们能够达到低于20 fNm /sqrt{Hz}从0.3到10 mHz的扭矩灵敏度的技术。我们还讨论了LISA所获得的结果的影响。
2003-10-28 gr-qc
TDI noises transfer functions for LISA
针对 LISA 任务，开发了光束、测量和 TDI 模型以推导 TDI 噪声传递函数，用于地面处理去除噪声，并为性能模型、数据分析算法和仪器设计提供真实的噪声曲线。
2024-09-27 astro-ph.IM gr-qc
Bayesian P-spline recovery of stochastic gravitational-wave backgrounds in LISA
The University of Auckland（奥克兰大学）；Auckland University of Technology（奥克兰理工大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；CNRS（法国国家科学研究中心）
针对LISA探测SGWB的噪声与信号重叠难题，提出贝叶斯框架，对比幂律与样条信号模型，发现样条模型可恢复局域特征，强先验能降低低频简并性，揭示模型灵活性的权衡关系。
2026-08-24 astro-ph.IM gr-qc
Confusion Noise from LISA Capture Sources
星系核中的大质量黑洞捕获的致密天体将是空间引力波探测器LISA的重要来源。然而，很大一部分捕获将无法单独解析-因为它们太远，方向不利，或者在最终投入之前还有太多年-因此将构成“混淆噪声”的来源，掩盖其他类型的来源。在这里，我们估计的形状和整体幅度的频谱的混乱噪音从CO捕获。总体幅度取决于捕获率，这是相当不确定的，所以我们提出了一个合理的范围内的利率的结果。我们发现，捕获混淆噪声对总LISA噪声曲线的影响范围从微不足道到适度，这取决于这些利率。估计范围高端的捕获率将使LISA的总体（有效）噪声水平最多提高\sim 2倍。虽然这种略微升高的噪声水平会在一定程度上降低LISA对其他类别源的灵敏度，但总体而言，这对LISA来说是一个令人愉快的问题：这也意味着CO捕获的检测率几乎处于其最大可能水平（考虑到LISA的基线设计）。本文包括其他几个结果，应该是有用的LISA捕获源的进一步研究，包括（i）的总GW能量输出的计算从一般的吸气到克尔MBH，和（ii）一个典型的捕获近似GW的能量谱。
2004-12-04 astro-ph gr-qc
Characterization of Time Delay Interferometry combinations for the LISA instrument noise
时间延迟干涉测量（TDI）是一种用于激光干涉空间天线（LISA）的后处理技术，通过组合时移原始相位测量来构建等臂干涉仪来降低激光频率噪声。考虑到现实的LISA轨道动力学，充分抑制激光频率噪声的所谓的第二代TDI变量的集合最近被大量的附加解决方案所扩展。在本文中，我们通过将这些新的TDI通道与众所周知的第一代变量$α$、$β$、$γ$和$ζ$相关联来表征它们。我们明确计算如何每个第二代变量可以近似为这四个第一代变量的线性组合，并在数值上表明，这些近似是足够准确的模型TDI不抑制的噪声。我们使用这些结果来讨论如何新发现的通道可能有利于使用的LISA数据分析。此外，我们证明，新发现的变量$ζ$的变体显着优于以前已知的文献。
2022-01-24 gr-qc
LISA Telescope: Phase noise due to pointing jitter
在像LISA这样的天基引力波天线中，涉及连接远距离发射器/接收器航天器的长光路，信号检测相当于通过接收器处的相位变化来测量光距离变化。这就是为什么必须仔细研究由于各种机械/热效应引起的杂散相位波动的原因。我们在这里考虑从发射器发送的光束中的可能的指向抖动。我们展示了如何产生的相位噪声取决于由于入射光束撞击在望远镜上的波前的质量，并由于望远镜本身的缺陷。也就是说，我们数值评估交叉的影响，各种缺陷（像差和admartisms），固有的一个真正的望远镜指向波动。
2019-09-18 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Galactic Binary Gravitational Wave Noise within LISA Frequency Band
本文研究了银河系中与未分辨双星有关的引力波噪声，其特殊目的是确定引力波停止贡献空间干涉仪（LISA）均方根噪声的频率上限。这一背景的上限来自于超新星Ia爆炸的统计数据，其中一部分可能是由双星白矮星合并引发的。二进制随机噪声交叉LISA均方根灵敏度的上限频率位于0.03-0.07赫兹的范围内，这取决于银河系的二进制白矮星合并率。为了能被激光ISA可靠地探测到，在f>0.03 Hz时，每对数频率间隔的宇宙背景能量密度应为Omega_{GW} h_{100} ^2>10^{-8}。
1998-01-06 astro-ph gr-qc
Impact of phase signal formulations on tilt-to-length coupling noise in the LISA test mass interferometer
本文研究 LISA 测试质量干涉仪中光程信号公式对 TTL 耦合噪声的影响，通过三种方法模拟复数和与平均相位两种方案，发现平均相位在多数测试案例中噪声更低，且非线性 TTL 贡献可忽略。
2025-02-03 astro-ph.IM gr-qc
On the effectiveness of null TDI channels as instrument noise monitors in LISA
我们提出了一个研究的使用和限制的时间延迟干涉空通道在飞行估计的激光干涉仪空间天线仪器噪声。本文考虑了两个主要的限制噪声源，测试质量加速度噪声和干涉相位测量噪声，如何通过不同的时间延迟干涉测量通道传播：迈克尔逊组合X，这是最敏感的引力波，然后是不太敏感的组合$α$，最后是零通道$ζ$。我们注意到，零通道$ζ$，这是已知的等效于任何零通道，不仅具有降低的灵敏度的引力波，但也具有较大程度的抵消的测试质量加速度噪声相对于干涉噪声。这严重限制了它在量化迈克尔逊X组合中的低频仪器噪声中的使用，预计该组合将由加速度噪声主导。然而，我们发现，人们仍然可以使用飞行中的噪音估计从$ζ$把一个上限的考虑噪声进入X通道，这使得他们能够区分强随机引力波背景。
2023-03-02 astro-ph.IM gr-qc
Synthetic LISA: Simulating Time Delay Interferometry in a Model LISA
我们报告三个数值实验的时间延迟干涉（TDI）的LISA的实施，与合成LISA，一个C++/Python包，我们开发的LISA科学过程中的科学和技术要求的水平进行。具体来说，我们研究了第一代TDI留下的激光噪声残差时，LISA臂长有一个现实的时间依赖性;我们表征的臂长测量精度，需要有有效的激光噪声消除在第一代和第二代TDI;我们估计的量化和遥测位深度所需的相位测量。合成LISA生成LISA基本噪声的合成时间序列，通过所有TDI观测值进行过滤;它还提供了一个流线型模块，根据TDI的完整模型计算TDI对引力波的响应，包括LISA阵列的运动以及臂长的时间和方向依赖性。我们讨论的理论模型，基于模拟，其实施，并在未来的调查中使用的系统表征和数据分析原型LISA。
2005-01-05 gr-qc
LISA for Cosmologists: Calculating the Signal-to-Noise Ratio for Stochastic and Deterministic Sources
给出了激光干涉仪空间天线（LISA）对随机引力波背景和确定性波源的灵敏度预测步骤。我们将展示如何使用这些表达式来估计LISA可以确定与这些源相关的参数的精度。提供的工具可轻松计算信噪比并绘制灵敏度曲线。给出了两个工作实例的基准值，以便于比较和检查方法。第一个基准是LISA可以观测到的阈值随机引力波背景$Ω_{GW} h^2$。第二个是LISA观测到的与GW 150914相同的双星黑洞系统的信噪比，该系统在合并前4年辐射。
2019-12-06 astro-ph.CO gr-qc
A principal component analysis for LISA -- the TDI connection
来自激光干涉仪空间天线（LISA）的数据预计将由其激光器的频率噪声主导。然而，来自任何一个激光器的噪声在数据中出现不止一次，并且存在对该噪声不敏感的数据的组合。这些组合，称为时间延迟干涉测量（TDI）变量，已经得到了仔细的研究，并指出了如何LISA数据分析可能被执行的方式。在这里，我们从统计推断的方向来处理这个问题，并表明这些变量是问题的主成分分析的直接结果。我们提出了一个正式的分析一个简单的LISA模型，并表明，有特征向量的噪声协方差矩阵，不依赖于激光频率噪声。重要的是，这些正交基向量对应于TDI变量的线性组合。因此，我们表明，使用LISA数据的源参数的似然函数可以基于TDI组合的数据，而不会丢失信息。
2006-02-08 gr-qc
Numerical solutions for phase noise due to pointing jitter with the LISA telescope
激光干涉仪空间天线（LISA）的目的是通过航天器之间的长（2.5 Mkm）激光链路中的相位调制来探测引力波。要解决的其他噪声源包括由发射光束的可能角抖动引起的相位波动。本论文遵循我们的前一篇论文（Vinet et al 2019 Class.定量重力36，205 003）基于远场相位的分析研究。我们在这里解决的相位的数值处理，在发出的波前像差的第一顺序，但没有任何假设的静态偏置项。我们验证了，在相位变化，在静态错位的高阶项是一致的，我们在前面的文件中发现的结果。
2020-04-09 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Assessing the Impact of Unequal Noises and Foreground Modeling on SGWB Reconstruction with LISA
本研究针对利用LISA搜寻宇宙学起源SGWB的现实干扰问题，更新SGWBinner代码纳入臂间可变噪声与复杂前景谱形，发现噪声适度变化影响小、前景建模不佳会显著劣化重建，还集成JAX提升了计算效率。
2025-06-18 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Spurious Solar-Wind Effects on Acceleration Noise in LISA Pathfinder
本文通过比较 LISA Pathfinder 与 ACE 卫星 114 天太阳风数据，利用相干性分析证明太阳风对加速度噪声影响极小，可排除为噪声源。
2024-07-31 astro-ph.IM gr-qc physics.space-ph
Variational Bayesian Inference for the Spectral Structure of LISA Noise
University of Auckland（奥克兰大学）；Auckland University of Technology（奥克兰理工大学）
本研究提出平均场SGVB方法，用于长时长多变量LISA噪声的谱密度估计，其计算成本远低于HMC，且估计结果与HMC及Welch方法一致，为该类分析提供了可扩展的贝叶斯途径。
2026-08-25 astro-ph.IM gr-qc stat.AP
A pipeline for searching and fitting instrumental glitches in LISA data
本文提出一种采用先进贝叶斯技术（如可逆跳跃MCMC和并行回火）的流水线，用于搜索和拟合LISA数据中的仪器故障，能同时处理多种故障形态并准确推断大质量黑洞双星，有效区分仪器噪声与天体物理信号。
2025-09-12 astro-ph.IM gr-qc
Time Delay Interferometry for LISA with one arm dysfunctional
为了达到必要的灵敏度LISA -欧空局和美国宇航局的联合空间任务-激光频率噪声必须被抑制低于二次噪声，如光路噪声，加速度噪声等，通过结合六个适当的时间延迟的数据流包含分数多普勒频移-一种技术称为时间延迟干涉（TDI）-激光频率噪声可能会得到充分抑制。我们认为一般模型的LISA的臂长随时间而变化，使第二代TDI是相关的。然而，我们必须设想这样的可能性，即不是LISA的所有光链路都将在所有时间操作，因此，我们在这里考虑仅用两个臂操作的LISA的情况。如文献中所示，获得TDI的一般问题的甚至近似解是非常困难的。由于这里只有四个光链路是相关的，代数问题大大简化。然后，我们能够展示大量的解决方案（从数学的角度来看，无限多），并进一步提出了一个算法来生成这些解决方案。
2010-01-27 gr-qc
Torsion pendulum facility for direct force measurements of LISA GRS related disturbances
正在特伦托开发一个用于测试LISA GRS的四质量扭摆设施。与一个像丽莎的测试质量悬浮离轴相对于摆光纤，该设施允许直接测量的表面力的干扰所产生的GRS。我们在这里提出的结果与原型摆集成非常大的差距传感器，它允许估计的固有摆噪声地板在没有传感器相关的力噪声。该设备显示出接近其机械热噪声极限的扭矩噪声，并且允许对GRS相关干扰设置上限，最佳灵敏度为1 mHz时的300 fN/Hz^（1/2），这是LISA目标的50倍。此外，我们还讨论了重力梯度噪声的表征，一个环境噪声源，可能会限制设备的性能，并报告该设施的发展状况。
2006-11-06 gr-qc
Time-delay interferometry and the relativistic treatment of LISA optical links
LISA是欧空局和美国航天局的一项联合空间飞行任务，用于探测$10^{-5} - 1$ Hz波段的低频引力辐射。为了达到必要的灵敏度LISA，激光频率噪声必须被抑制低于其他二次噪声，如光路噪声，加速度噪声等，这是实现的，因为在数据中的冗余，更具体地说，通过组合六个适当的时间延迟的数据流包含分数多普勒频移-时间延迟干涉（TDI）。航天器的轨道是在牛顿框架中的太阳和地球的引力场中计算的，而光链路完全是广义相对论性地处理的，因此，自动地结合了诸如Sagnac、Shapiro延迟等效应。我们表明，在LISA的模型，我们认为在这里，有固有的物理，这可能是用来有效地抑制残余激光频率噪声和简化的代数方法TDI的对称性。
2008-08-20 gr-qc
Improving the Sensitivity of LISA
过去已经表明，可以通过适当地延迟数据流来组合LISA配置获得的六个多普勒数据流，以消除激光频率噪声。原始激光噪声比其他噪声高几个数量级，因此必须将其降低到射击、加速度噪声的水平。一个严格的和系统的形式主义，使用计算交换代数的技术，产生所有的数据组合，消除激光频率噪声。相关的数据组合形成syzygies的第一模块。在本文中，我们使用这种形式主义的LISA灵敏度的优化，通过分析噪声和信号的协方差矩阵。信号的协方差矩阵，平均极化和方向，计算的二进制的频率变化在最显着。然后，我们提出了极值信噪比曲线的所有数据组合的模块。它们对应于噪声和信号协方差矩阵的特征向量。我们通过组合特征向量的输出来构造LISA“网络”SNR，这大大提高了LISA的灵敏度。最大SNR曲线可以产生比迈克尔逊提高高达70%，主要是在高频，而使用网络SNR的提高范围从40%到超过100%。最后，我们描述了一个简单的玩具模型，其中LISA在一个平面上旋转。在这个分析中，我们估计LISA灵敏度的改善，如果从一个数据组合切换到另一个，因为它旋转。这里，如果在特征向量的三个循环数据组合上进行最佳切换，则灵敏度的改进在LISA带宽上平均约为55%。如果在模块上最大化，则相应的SNR改善为60%。
2002-10-04 gr-qc
Analysis of the residual force noise for the LISA Technology Package
干扰试验质量测地线运动的噪声源分析是LISA探路者空间飞行任务机载LISA技术包实验的主要科学目标。力噪声作用于TM的信息，获得与涉及系统参数的数据处理程序。这些参数可以从专门的实验运行中估计。因此，力噪声的最终估计受到两个不确定性来源的影响。一个是统计的，与噪声信号的随机性有关。另一种是与系统参数的不确定性有关。模拟LTP数据的分析表明，力噪声功率谱密度不确定性的主要贡献来自于谱估计器的统计特性。
2011-11-21 gr-qc physics.data-an
Confusion Noise from Extreme-Mass-Ratio Inspirals
星系核中的大质量黑洞捕获的致密天体（CO）（又名"极端质量比吸入“）将是LISA的一个重要来源。然而，很大一部分捕获将无法单独解析，因此将构成“混淆噪声”的来源，掩盖其他类型的来源。在这里，我们估计的形状和整体幅度的频谱的混乱噪音从CO捕获。总体幅度取决于捕获率，这是相当不确定的，所以我们提出了一个合理的范围内的利率的结果。我们发现，捕获混淆噪声对总LISA噪声曲线的影响范围从微不足道到适度，这取决于这些利率。估计范围高端的捕获率将使LISA的总体（有效）噪声水平最多提高$\sim 2$倍。虽然这会在一定程度上降低LISA对其他类别来源的敏感性，但总体而言，这对LISA来说是一个令人愉快的问题，因为这也意味着CO捕获的检测率几乎处于其最大可能水平（考虑到LISA的基线设计）。
2005-02-11 gr-qc
Arm locking for space-based laser interferometry gravitational wave observatories
激光稳频是激光干涉空间天线（LISA）等空间引力波观测站干涉测量系统的关键部分。臂锁定作为一种拟议的频率稳定技术，将长臂长度的稳定性转移到激光频率。臂锁定传感器合成航天器间相位测量的充分滤波的线性组合，以估计激光频率噪声，其可用于控制激光频率。在佛罗里达大学，我们开发了基于硬件的佛罗里达大学LISA干涉仪模拟器（UFLIS），以研究和验证激光频率噪声降低和抑制技术在现实的LISA样条件下。这些条件包括航天器之间的可变多普勒频移、LISA类信号传播时间、光学转发器、实际激光频率和定时噪声。我们回顾了不同类型的手臂锁定传感器，并讨论了它们在LISA中的预期性能。所提出的结果支持在相关的LISA样条件下的臂锁定的实验研究期间获得的结果。我们测量的噪声抑制以及初始瞬态和频率牵引多普勒频率误差的存在。本文的工作证明了LISA中臂锁定的有效性和可行性。
2014-01-08 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Confusion noise from Galactic binaries for Taiji
银河系中数以千万计的致密双星发出的引力波（GW）进入了空基探测的毫赫兹波段。其中大多数不能单独分辨，导致激光干涉空间天线（LISA）的前景混淆噪声。太极任务的概念与LISA的类似，灵敏度略高，这意味着银河GW信号也会影响太极的探测。在这里，我们产生的GW信号从2980万银河双星太极和减去“可分辨”的来源。对6个月、1年、2年和4年观测时间的混淆噪声进行了估计和拟合。我们发现，在频率为$\leq 0.8$ mHz和2~mHz附近，太极的全灵敏度曲线略低于LISA。在4年的使用寿命中，超过29，000个源可以使用太极进行解析。与LISA相比，太极能减去$\sim 20 \%$更多的源，它们在银河系中的分布与LISA可分辨源的分布一致。在2 mHz左右的频率或啁啾质量范围从$0.2 M_\odot$到$0.4 M_\odot$，更多的源变得可分辨太极。
2023-03-04 astro-ph.IM gr-qc
Simulations of laser locking to a LISA arm
我们提出了详细的数值模拟的激光相位稳定计划的LISA，其中两个激光器发射沿一个臂被锁定到对方。包括标准的二次噪声和航天器的运动，近似地模仿LISA的轨道，我们验证了非常稳定的激光相位可以得到，和时间延迟干涉术可以用来消除激光相位噪声测量的引力波应变。最重要的是，我们表明，这种锁定方案可以提供显着的简化LISA的基线设计中的时间延迟干涉测量的实施。
2004-08-18 gr-qc
Time Delay Interferometry and LISA Optimal Sensitivity
LISA的灵敏度取决于对几种噪声源的抑制，其中最主要的是激光频率噪声。它已被证明，从三个航天器获得的六个多普勒数据流可以适当的时间延迟和最佳组合，以消除这种激光频率噪声。我们表明，最佳的数据组合时，在网络模式下操作，提高了灵敏度超过迈克尔逊从40%到100%。在这篇文章中，我们总结了这些结果。我们进一步表明，由于典型的臂长不准确性为200米的最佳数据组合中的残余激光噪声远低于光路和检测质量噪声的水平。
2003-06-13 gr-qc
ADC non-linear errors correction in thermal diagnostics for the LISA mission
在LISA和LISA PathTM（LPF）中需要在毫赫兹范围内的频率下进行低噪声温度测量。LISA所需的温度稳定性在低至0.1 mHz的频率下约为10 uK/sqrt（Hz）。在本文中，我们专注于识别和减少测量时变温度信号时检测到的过量噪声源。这被证明是由于ADC传递曲线中的非理想性，并且当测量温度呈现uK/s的漂移时，测量带宽中的测量降低约一个数量级。在适合于LISA任务的测量系统中，需要降低这种噪声。已经实现了基于相同技术的两种不同方法，这两种方法都包括在带外添加抖动信号以减轻ADC非理想误差。当测量温度上升到10 uK/s时，通过使用这些方法，这种性质的过量噪声已被令人满意地降低。
2009-05-19 gr-qc
Laser noise residuals in LISA from onboard processing and time-delay interferometry
本文统一框架下全面描述LISA中星上处理与TDI导致的激光噪声残差，首次分析激光锁定影响，并通过数值模拟验证，指出后续研究需考虑锁定配置。
2023-06-20 astro-ph.IM gr-qc
Dictionary learning: a novel approach to detecting binary black holes in the presence of Galactic noise with LISA
银河系中数百万颗白矮星双星产生的噪音可能会对天基LISA任务的主要目标之一构成威胁：探测大规模黑洞双星合并。我们提出了一种新的研究合并波形的重建中存在的银河混淆噪声使用字典学习。我们讨论了从总质量从$10^2 M_{\odot}$到$10^4 M_{\odot}$的双星中解开信号的局限性。事实证明，我们的方法对于总质量大于$\sim 3\times 10^3$ $ M_{\odot}$的双星非常成功，在保守的情况下红移高达3，在乐观的情况下红移高达7.5。此外，如果信噪比约为5或更大，则发现合并事件的一贯良好的波形重建。
2022-10-14 gr-qc
Operating LISA as a Sagnac interferometer
提出了一种用于LISA的锁相配置，其提供了明显更简单的操作模式。该方案提供了一个Sagnac信号读出固有的不敏感的激光频率噪声和光具座运动的非旋转LISA阵列。该Sagnac输出对时钟噪声也不敏感，不需要数据的时移，也不需要绝对的臂长知识。由于所有的测量都是在一个航天器上进行的，因此既不需要航天器之间的时钟同步，也不需要交换相位信息。相位锁定配置仅为一个Sagnac变量提供这些优点，但仍保留与用于获得其他TDI变量的基线方法的兼容性。的LISA星座的轨道运动示出在Sagnac干涉仪中的反向传播光束之间产生14公里的路径长度差。利用该长度差，1 Hz/$\sqrt{\rm Hz}$的激光频率噪声谱密度将消耗Sagnac变量的整个光路噪声预算。对于Sagnac模式下的全灵敏度LISA操作，将需要激光频率稳定性（目前为30 Hz/$\sqrt{\rm Hz}$）的显著改进。可替代地，可以应用附加水平的时间延迟处理以去除激光频率噪声。提出了新的相位测量延时组合。
2003-06-29 gr-qc
A flexible, GPU-accelerated approach for the joint characterization of LISA instrumental noise and Stochastic Gravitational Wave Backgrounds
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））
针对LISA仪器噪声与随机引力波背景形状未知的问题，提出基于样条和可逆跳MCMC的GPU加速联合表征方法，实现多成分自适应拟合并评估探测前景。
2025-10-20 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The performance of arm locking in LISA
为了使激光干涉仪空间天线（LISA）达到设计灵敏度，自由运行的激光频率噪声对信号读出的耦合必须降低14个数量级以上。用于减少激光频率噪声的一种技术将是臂锁定，其中激光频率被锁定到LISA臂长。本文详细介绍了臂锁定的实现，研究轨道效应，多普勒知识中的误差的影响，和噪声限制。臂锁定的噪声性能的计算包括占主导地位的预期噪声源：超稳定振荡器（时钟）噪声，航天器运动，和散粒噪声。研究这些问题表明，虽然双臂锁定[A。Sutton & D. A Shaddock，Phys.Rev.D78，082001（2008）.]在允许高增益方面优于单（或公共）臂锁定，但在激光频率牵引和噪声性能方面都有缺点。我们通过提出一种混合传感器来解决这个问题，保留了普通和双臂锁定传感器的优点。我们提出了一个臂锁定控制器的详细设计，并进行了预期的性能分析时，使用和不使用激光预稳定。我们观察到，传感器相位的变化有利于附近的单位增益频率的臂锁定控制器，允许10倍以上的增益比以前认为，而不会降低稳定性。我们表明，LISA频率噪声的目标可以实现与臂锁定和时间延迟干涉，没有任何形式的预稳定。
2009-08-04 gr-qc
Calibrating spectral estimation for the LISA Technology Package with multichannel synthetic noise generation
在LISA探路者飞行任务上进行的LISA技术包实验的科学目标要求在飞行任务发射之前对数据分析工具进行准确的校准和验证。只有对综合生成的数据进行密集的活动，才能达到任务结果所需的置信水平。一个灵活的程序，允许互相关的平稳噪声时间序列的生成。一旦提供了多通道互谱矩阵的模型，就可以生成具有期望的互相关行为的多通道时间序列。该过程的核心是通过对模型互谱矩阵进行频率特征分解和Z域拟合来合成噪声着色多通道滤波器。通过适当初始化滤波器递归方程，解决了噪声时间序列中常见的初始瞬变问题。噪声发生器的性能进行了测试，在一个二维的情况下研究的LTP动态沿两个主要通道的传感干涉仪。
2010-07-15 gr-qc physics.data-an
Global analysis for the LISA gravitational wave observatory
激光干涉仪空间天线（LISA）将探索引力波频谱的源丰富的毫赫兹波段。与地面探测器相比，地面探测器的典型信号是短暂和离散的，LISA信号通常是长期和重叠的，因此需要一个全球数据分析解决方案，这与为地面引力波天文学开发的逐源分析非常不同。在LISA波段，引力波既是信号{ \em又是噪声}。对这种所谓的混淆噪声（更好地称为未解决的信号噪声）的主要贡献预计来自短周期星系白矮星双星，但所有来源，包括大质量黑洞双星和极端质量比捕获也将作出贡献。以前对银河系混淆噪声的估计都假设了完美的信号相减。在这里，我们提供了信号减法残差的分析估计和它们对参数估计的影响，同时首次将噪声建模的影响。使用极大似然近似的完整的全球贝叶斯分析的分析估计。我们发现，虽然混淆噪声是{ \em降低}的全球分析，个别来源的波形误差是{ \em增加}相对于孤立信号的估计。我们提供了参数估计误差如何从全球分析的各个部分膨胀的估计。
2017-05-26 gr-qc
