Криогенные Фабри-Перо резонаторы с зеркалами на подложках различных оптических материалов

В.Н. Руденко1,2 , М.В. Кувшинский1  , С.И.Орешкин1, С.М. Попов1, К.В. Руденко2,  И.С. Юдин1,3 

1 Московский государственный университет им М.В. Ломоносова
Государственный астрономический Институт им. П.К. Штернберга, Москва
2 Московский государственный университет им М.В. Ломоносова, физический факультет, Москва
3 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Московская обл., Долгопрудный

«Альманах современной метрологии» № 4 (24) 2020, стр. 285–295

УДК 520, 520.08, 535.03

Приводятся экспериментальные результаты изменения интегральных свойств резонаторов Фабри-Перо с зеркалами из различных материалов при их глубоком охлаждении в присутствии мощной оптической накачки. Обсуждаются преимущества зеркал на подложках из фторида кальция.

Ключевые слова: охлаждаемые зеркала, резонаторы Фабри-Перо, гравитационные антенны.

Цитируемая литература

1. Ludlow A.D., Boyd M.M., Ye J., Peik E. Optical atomic clocks // Rev. Mod. Phys. 2015. 87. 637–692.

2. Adhikari R. Gravitational radiation detection with laser interferometry // Rev. Mod. Phys. 2014. 86. 121.

3. Will C.M. The Confrontation between General Relativity and Experiment // Living Rev. Relat. 2014. 17. 4.

4. Drever R.W.R., Hall J. L., Kowalski F.W., Hough J., Ford G.M., Munley A.J. Laser phase and frequency stabilization using an optical resonator // Appl. Phys. 1983. 31. 97.

5. Numata K., Kemery A., Camp J. Thermal-Noise Limit in the Frequency Stabilization of Lasers with Rigid Cavities // Phys. Rev. Lett. 2004. 93. 250602.

6. Notcutt M., Ma L.S., Ludlow A.D., Foreman S.M., Ye J., Hall J.L. Contribution of thermal noise to frequency stability of rigid optical cavity via hertz-linewidth lasers // Phys. Rev. A 2006, 73, 031804.

7. Penn S.D., Sneddon P.H., Armandula H., Betzwieser J.C., Cagnoli G., Camp J., Crooks D.R.M., Fejer M.M., Gretarsson A.M., Harry G.M. et al. Mechanical loss in tantala/silica dielectric mirror coatings // Class. Quantum Grav. 2003. 20. 2917–2928.

8. Okada Y., Tokumaru Y. Precise determination of lattice parameter and thermal expansion coefficient of silicon between 300 and 1500 K // J. Appl. Phys. 1984. 56. 314–320.

9. Franc J., Morgado N., Flaminio R., Nawrodt R., Martin I., Cunningham L., Cumming A., Rowan S., Hough J. Mirror thermal noise in laser interferometer gravitational wave detectors operating at room and cryogenic temperature // arXiv.2009, arXiv:0912.0107.

10. Harry G.M., Abernathy M.R., Becerra-Toledo A.E., Armandula H., Black E., Dooley K., Eichenfield M., Nwabugwu C., Villar A., Crooks D.R.M. Titania-doped tantala/silica coatings for gravitational-wave detection // Class. Quantum Grav. 2007. 24. 405–415.

11. Somiya K. Detector configuration of KAGRA – the Japanese cryogenic gravitational-wave detector // Class. Quantum Grav. 2012. 29. 124007.

12. Kuroda K., Ohashi M., Miyoki S., Tatsumi D., Sato S., Ishizuka H., Fujimoto M.K., Kawamura S., Takahashi R. Large-scale cryogenic gravitational wave telescope // Int. Jr. Mod. Phys. D 1999. 8. 557–579.

13. Yamamoto K., Uchiyama T., Miyoki S., Ohashi M., Kuroda K., Ishitsuka H., Akutsu T., Telada S., Tomaru T., Suzuki T. Current status of the CLIO project // J. Phys. Conf. Ser. 2008. 122. 012002.

14. KAGRA // URL: https://en.wikipedia.org/wiki/KAGRA

15. Aso Y., Michimura Y., Somiya K., Ando M., Miyakawa O., Sekiguchi T., Tatsumi D., Yamamoto H. Interferometer design of the KAGRA gravitational wave detector // Phys. Rev. D 2013. 88. 043007.

16. Bagaev S.N., Bezrukov L.B., Kvashnin N.L., Krysanov V.A., Oreshkin S.I., Motylev A.M., Popov S.M., Rudenko V.N., Samoilenko A.A., Skvortsov M.N., Yudin I.S. A high frequency resonance gravity gradiometer // Rev. Sci. Instrum. 2014. 85. 065114.

17. Kvashnin N.N., Kuvshinskyi M.V., Oreshkin S.I., Popov S.M., Rudenko V.N., Skvortsov M.N., Yudin I.S., Blagov S.V. Cryogenic Model of the Gravitational Antenna OGRAN // Phys. Atom. Nucl. 2017. 80. 1606–1612.

18. Schwarz C., Hainert D., Seidel P., Tünnermann A., Nawrodt R. Mechanical loss of calcium fluoride at cryogenic temperatures // Phys. Status Solidi A 2011. 208. 2719–2723.

19. Punturo M., Abernathy M., Acernese F., Allen B., Andersson N., Arun K., Barone F., Barr B., Barsuglia M., Beker M. The third generation of gravitational wave observatories and their science reach // Class. Quantum Grav. 2010. 27. 084007.

20. LIGO White Paper. URL: https://dcc.ligo.org/public/0125/T1600119/004/wp2016.pdf

21. Krysanov V.A., Motylev A.M., Oreshkin S.I., Rudenko V.N. A Helium Cryostat for Investigating the Properties of Massive Solid Resonators with Deep Cooling.// Measurement Tech. 2015. 57. 1416–1422.

22. Okhapkin M.V., Skvortsov M.N., Belkin A.M., Kvashnin N.L., Bagayev S.N. Tunable single-frequency diode-pumped Nd:YAG ring laser at 1064/532 nm for optical frequency standard applications // Opt. Commun. 2002. 203. 359–362.

23. Black E.D. An introduction to Pound–Drever–Hall laser frequency stabilization // Am. J. Phys. 2001. 69. 79-87.

24. Slack G.A. Thermal Conductivity of CaF2, MnF2, CoF2 and ZnF2 crystals // Phys. Rev. 1961. 122. 1451–1464.

25. LMA // URL: http://www.lma.in2p3.fr

Статья в полном объеме в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.