Commissioning of the injection system of the gravitational wave detector VIRGO

Caractérisation de la source laser du détecteur d'ondes gravitationnelles VIRGO

Hervé Trinquet (1)

1 ARTEMIS - Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux

The laser source for the gravitational wave detector VIRGO is designed to deliver a stable, continuous, single frequency 20 W beam at 1.064 μm. I first review the main requirements for the design of the laser source. Then I give the architecture and techniques used to stabilize the laser beam, and the performances of the system: until July 2002 the laser system was able to deliver a power of 2.7 W, with a frequency stability of 500 Hz rms, with a duty cycle greater than 90%. In the following part, I study the different noise sources and the way how they couple to the system in order to explain the lack of stability of the laser. I show that the local control contributes to increase the frequency noise and the power noise up to 10 Hz. Some mechanical resonances between 10 Hz to 1 kHz are identified, which can be eliminated by simplifying the corresponding mechanical structures. The resulting improvements should allow the system to fulfil the requirements.

La source laser pour le détecteur d'ondes gravitationnelles VIRGO a été conçue pour délivrer un faisceau stable, continu, mono mode de 20 W à 1.064 μm. Je rappelle dans un premier temps les principales contraintes auxquelles doit répondre la source laser. Je décris ensuite l'architecture du système et les techniques utilisées pour stabiliser le faisceau. Enfin je donne les principales performances obtenues jusqu'en juillet 2002 : puissance de 2.7W avec un niveau de stabilité en fréquence de 500 Hz rms pour un cycle utile de plus de 90%. Dans un second temps, j'étudie les principales sources de bruits et les processus de couplages pouvant expliquer le manque de stabilité du système. Je montre ainsi que le contrôle local utilisé contribue à augmenter le bruit de fréquence et de puissance jusqu'à 10 Hz. Des résonances mécaniques sont identifiées entre 10 Hz et 1 kHz. Ainsi la simplification de l'un des bancs devrait permettre au système de respecter les contraintes.

Keywords: Gravity Waves; Noise; optical cavity; Fabry Perot

Keywords: Ondes gravitationnelles; VIRGO; Densité spectrale; Asservissements; Bruit de fréquence; Cavité optique

Domains: Astrophysics [astro-ph]

Hervé Trinquet. Caractérisation de la source laser du détecteur d'ondes gravitationnelles VIRGO. Astrophysique [astro-ph]. Université Nice Sophia Antipolis, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00135165⟩