Laser with an in-loop relative frequency stability of 1.0×10−21 on a 100-ms time scale for gravitational-wave detection
F. Acernese
,
M. Alshourbagy
,
F. Antonucci
,
S. Aoudia
(1)
,
K. G. Arun
(2)
,
P. Astone
,
G. Ballardin
,
F. Barone
,
L. Barsotti
,
M. Barsuglia
(3)
,
Th. S. Bauer
,
S. Bigotta
,
S. Birindelli
(1)
,
M. A. Bizouard
(2)
,
C. Boccara
(4)
,
François Bondu
(1)
,
L. Bonelli
,
L. Bosi
,
S. Braccini
,
C. Bradaschia
,
A. Brillet
(1)
,
V. Brisson
(2)
,
H. J. Bulten
,
D. Buskulic
(5)
,
G. Cagnoli
,
E. Calloni
(1)
,
E. Campagna
,
B. Canuel
,
F. Carbognani
,
L. Carbone
,
F. Cavalier
,
R. Cavalieri
,
G. Cella
,
E. Cesarini
,
E. Chassande-Mottin
(6)
,
S. Chatterji
,
F. Cleva
(1)
,
E. Coccia
,
J. Colas
,
M. Colombini
,
C. Corda
,
A. Corsi
,
F. Cottone
,
J.-P. Coulon
(1)
,
E. Cuoco
,
S. d'Antonio
,
A. Dari
,
V. Dattilo
,
M. Davier
(2)
,
R. de Rosa
(1)
,
M. del Prete
,
L. Di Fiore
,
A. Di Lieto
,
M. Di Paolo Emilio
,
A. Di Virgilio
,
V. Fafone
,
I. Ferrante
,
F. Fidecaro
,
I. Fiori
,
R. Flaminio
(7)
,
J.-D. Fournier
(1)
,
S. Frasca
,
F. Frasconi
,
L. Gammaitoni
,
F. Garufi
(1)
,
G. Gemme
(1)
,
E. Genin
,
A. Gennai
,
A. Giazotto
,
M. Granata
,
V. Granata
(5)
,
C. Greverie
(1)
,
G. Guidi
,
H. Heitmann
(1)
,
P. Hello
(2)
,
S. Hild
,
D. Huet
,
P. La Penna
,
M. Laval
(1)
,
N. Leroy
(2)
,
N. Letendre
(5)
,
M. Lorenzini
,
V. Loriette
,
G. Losurdo
,
J.-M. Mackowski
(7)
,
E. Majorana
,
N. Man
(1)
,
M. Mantovani
,
F. Marchesoni
,
F. Marion
(5)
,
J. Marque
,
F. Martelli
,
A. Masserot
(5)
,
F. Menzinger
,
Christine Michel
(7)
,
L. Milano
(1)
,
Y. Minenkov
,
Subhabrata Mitra
(1)
,
M. Mohan
,
Julien Moreau
(8)
,
N. Morgado
(7)
,
A. Morgia
,
S. Mosca
(1)
,
B. Mours
(5)
,
I. Neri
,
F. Nocera
,
G. Pagliaroli
,
C. Palomba
,
F. Paoletti
,
S. Pardi
(1)
,
A. Pasqualetti
,
R. Passaquieti
,
D. Passuello
,
G. Persichetti
(1)
,
F. Piergiovanni
,
L. Pinard
(7)
,
R. Poggiani
,
M. Punturo
,
P. Puppo
,
O. Rabaste
,
P. Rapagnani
,
T. Regimbau
(1)
,
F. Ricci
,
A. Rocchi
,
L. Rolland
(5)
,
R. Romano
,
P. Ruggi
,
B. Sassolas
(7)
,
D. Sentenac
,
B. L. Swinkels
,
R. Terenzi
,
A. Toncelli
,
M. Tonelli
,
E. Tournefier
(5)
,
F. Travasso
,
J. Trummer
(5)
,
G. Vajente
,
J. F. J. van den Brand
,
S. van Der Putten
,
D. Verkindt
(5)
,
F. Vetrano
,
A. Viceré
,
J.-Y. Vinet
(1)
,
H. Vocca
,
M. Was
(2)
,
M. Yvert
(5)
1
ARTEMIS -
Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux
2 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
3 APC - Cosmologie
4 ESPCI Paris - Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris
5 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
6 APC-Gravitation - APC - Gravitation
7 LMA - Laboratoire des matériaux avancés
8 Virgo
2 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
3 APC - Cosmologie
4 ESPCI Paris - Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris
5 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
6 APC-Gravitation - APC - Gravitation
7 LMA - Laboratoire des matériaux avancés
8 Virgo
F. Acernese
- Fonction : Auteur
M. Alshourbagy
- Fonction : Auteur
F. Antonucci
- Fonction : Auteur
P. Astone
- Fonction : Auteur
G. Ballardin
- Fonction : Auteur
F. Barone
- Fonction : Auteur
L. Barsotti
- Fonction : Auteur
M. Barsuglia
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1190326
- ORCID : 0000-0002-1180-4050
- IdRef : 161683487
Th. S. Bauer
- Fonction : Auteur
S. Bigotta
- Fonction : Auteur
François Bondu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 772
- IdHAL : francois-bondu
- ORCID : 0000-0001-6487-5197
- IdRef : 187902461
L. Bonelli
- Fonction : Auteur
L. Bosi
- Fonction : Auteur
S. Braccini
- Fonction : Auteur
C. Bradaschia
- Fonction : Auteur
H. J. Bulten
- Fonction : Auteur
G. Cagnoli
- Fonction : Auteur
E. Campagna
- Fonction : Auteur
B. Canuel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 179999
- IdHAL : benjamin-canuel
- IdRef : 11603534X
F. Carbognani
- Fonction : Auteur
L. Carbone
- Fonction : Auteur
F. Cavalier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 748863
- IdHAL : fabien-cavalier
- ORCID : 0000-0002-3658-7240
R. Cavalieri
- Fonction : Auteur
G. Cella
- Fonction : Auteur
E. Cesarini
- Fonction : Auteur
E. Chassande-Mottin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 180733
- IdHAL : eric-chassande-mottin
- ORCID : 0000-0003-3768-9908
- IdRef : 156517531
S. Chatterji
- Fonction : Auteur
E. Coccia
- Fonction : Auteur
J. Colas
- Fonction : Auteur
M. Colombini
- Fonction : Auteur
C. Corda
- Fonction : Auteur
A. Corsi
- Fonction : Auteur
F. Cottone
- Fonction : Auteur
E. Cuoco
- Fonction : Auteur
S. d'Antonio
- Fonction : Auteur
A. Dari
- Fonction : Auteur
V. Dattilo
- Fonction : Auteur
R. de Rosa
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755370
- ORCID : 0000-0002-4918-0247
M. del Prete
- Fonction : Auteur
L. Di Fiore
- Fonction : Auteur
A. Di Lieto
- Fonction : Auteur
M. Di Paolo Emilio
- Fonction : Auteur
A. Di Virgilio
- Fonction : Auteur
V. Fafone
- Fonction : Auteur
I. Ferrante
- Fonction : Auteur
F. Fidecaro
- Fonction : Auteur
I. Fiori
- Fonction : Auteur
S. Frasca
- Fonction : Auteur
F. Frasconi
- Fonction : Auteur
L. Gammaitoni
- Fonction : Auteur
E. Genin
- Fonction : Auteur
A. Gennai
- Fonction : Auteur
A. Giazotto
- Fonction : Auteur
M. Granata
- Fonction : Auteur
G. Guidi
- Fonction : Auteur
S. Hild
- Fonction : Auteur
D. Huet
- Fonction : Auteur
P. La Penna
- Fonction : Auteur
N. Leroy
- Fonction : Auteur
- PersonId : 738354
- IdHAL : nicolas-leroy-cnrs
- ORCID : 0000-0002-2321-1017
- IdRef : 113609736
M. Lorenzini
- Fonction : Auteur
V. Loriette
- Fonction : Auteur
- PersonId : 181377
- IdHAL : vincent-loriette
- ORCID : 0000-0002-4551-2902
- IdRef : 166006521
G. Losurdo
- Fonction : Auteur
E. Majorana
- Fonction : Auteur
M. Mantovani
- Fonction : Auteur
F. Marchesoni
- Fonction : Auteur
J. Marque
- Fonction : Auteur
F. Martelli
- Fonction : Auteur
F. Menzinger
- Fonction : Auteur
Christine Michel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 751755
- IdHAL : kristell-michel
- ORCID : 0000-0003-2786-1516
Y. Minenkov
- Fonction : Auteur
M. Mohan
- Fonction : Auteur
A. Morgia
- Fonction : Auteur
I. Neri
- Fonction : Auteur
F. Nocera
- Fonction : Auteur
G. Pagliaroli
- Fonction : Auteur
C. Palomba
- Fonction : Auteur
F. Paoletti
- Fonction : Auteur
A. Pasqualetti
- Fonction : Auteur
R. Passaquieti
- Fonction : Auteur
D. Passuello
- Fonction : Auteur
F. Piergiovanni
- Fonction : Auteur
R. Poggiani
- Fonction : Auteur
M. Punturo
- Fonction : Auteur
P. Puppo
- Fonction : Auteur
O. Rabaste
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1087993
- ORCID : 0000-0003-2782-2621
- IdRef : 113071272
P. Rapagnani
- Fonction : Auteur
T. Regimbau
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1198
- IdHAL : tania-regimbau
- ORCID : 0000-0002-0631-1198
- IdRef : 074147722
F. Ricci
- Fonction : Auteur
A. Rocchi
- Fonction : Auteur
L. Rolland
- Fonction : Auteur
- PersonId : 4321
- IdHAL : loic-rolland
- ORCID : 0000-0003-0589-9687
- IdRef : 090243080
R. Romano
- Fonction : Auteur
P. Ruggi
- Fonction : Auteur
D. Sentenac
- Fonction : Auteur
B. L. Swinkels
- Fonction : Auteur
R. Terenzi
- Fonction : Auteur
A. Toncelli
- Fonction : Auteur
M. Tonelli
- Fonction : Auteur
F. Travasso
- Fonction : Auteur
G. Vajente
- Fonction : Auteur
J. F. J. van den Brand
- Fonction : Auteur
S. van Der Putten
- Fonction : Auteur
D. Verkindt
- Fonction : Auteur
- PersonId : 739957
- IdHAL : didier-verkindt
- ORCID : 0000-0003-4344-7227
- IdRef : 188902783
F. Vetrano
- Fonction : Auteur
A. Viceré
- Fonction : Auteur
H. Vocca
- Fonction : Auteur
M. Was
- Fonction : Auteur
- PersonId : 739657
- IdHAL : michalwas
- ORCID : 0000-0002-1890-1128
- IdRef : 153023481
Résumé
We report on the stabilization of the laser frequency for the Virgo gravitational-wave detector. We have obtained a frequency noise level, measured in loop, of 1.9×10−7 Hz/sqrt(Hz) at 10 Hz for the 1064 nm laser; this value is limited by shot noise. The Allan standard deviation for relative frequency noise is 1.0×10−21 on a 100-ms time scale. The spectral density of the laser frequency noise is negligible in the channel where gravitational waves ought to appear and meets the specifications for the target spectral resolution of the Virgo interferometer in the 10 Hz-10 kHz detection bandwidth.