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Chinese Optics

动态不等臂外差干涉仪的量子噪声最优压缩角判据

Liu-tao ZHU, Pan LI, Ran YANG, Peng DONG

Published Jan 1, 2026• 0 citations

Abstract

空间引力波探测任务中，干涉仪臂长受轨道动力学影响而动态演化，传统等臂零差模型难以描述外差链路下量子噪声的传递特性。针对空间引力波探测中动态不等臂外差干涉仪导致的激光口噪声与暗口涨落发生非零耦合问题，本文推导了空间引力波探测全频段量子噪声演化模型并得到了最优压缩角自适应调控判据。从含时场算符出发，利用傅里叶变换将时域因果延迟转化为频域相位旋转，导出了频域噪声混合矩阵；结合光力耦合系数描述低频辐射压噪声，推导出了空间引力波探测全频段通用最优压缩角判据。数值仿真表明，在静态相位差达到最大时，传统固定压缩角方案无法抑制混叠噪声，其归一化方差为1.0；本文提出的自适应压缩角方案具有明显的降噪效果，在压缩度 r = 0.5（4.3 dB）和 r = 1.0（8.7 dB）时，可将归一化输出相位噪声方差分别压低至 0.9046 和 0.7483。利用此判据动态调整压缩方向，可在空间引力波探测全频段内提高量子噪声抑制水平，为空间引力波探测器在动态不等臂环境下的量子噪声抑制提供理论参考。

DOI: 10.37188/co.2026-0086

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