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Postprocessing subtraction of tilt-to-length noise in LISA
Physical Review D ( IF 5 ) Pub Date : 2022-08-15 , DOI: 10.1103/physrevd.106.042005
S. Paczkowski , R. Giusteri , M. Hewitson , N. Karnesis , E. D. Fitzsimons , G. Wanner , G. Heinzel

The coupling of an angular jitter into the interferometric phase readout is summarized under the term tilt-to-length (TTL) coupling. This noise is expected to be a major noise source in the intersatellite interferometry for the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) space mission. Despite efforts to reduce it by satellite construction, some remaining TTL noise will need to be removed in postprocessing on Earth. Therefore, such a procedure needs to be developed and validated to ensure the success of the LISA mission. This paper shows a method to calibrate and subtract TTL noise that has no impact on LISA science operations. This solution relies on noise minimization and uses the differential wavefront sensing (DWS) measurements to estimate the TTL contribution. Our technique is applied after the laser frequency noise is suppressed via the time-delay interferometry (TDI) postprocessing algorithm. We use a simulation to show as a proof-of-principle that we can estimate the TTL coefficients to the required accuracy level based on the current design configuration of LISA. We then use these estimates to subtract the TTL noise, ensuring that any remaining TTL noise is below the current estimate of the other noise sources. We validate the procedure on simulated data for different operating scenarios. Our work shows that it is indeed possible to estimate the effect of TTL coupling and subtract it a posteriori from the TDI data streams.

中文翻译:

LISA 中倾斜长度噪声的后处理减法

角度抖动与干涉相位读数的耦合在术语倾斜长度 (TTL) 耦合下进行了总结。预计这种噪声将成为激光干涉仪空间天线 (LISA) 空间任务的星间干涉测量中的主要噪声源。尽管通过卫星建设努力减少它,一些剩余的 TTL 噪声仍需要在地球上的后处理中去除。因此,需要开发和验证这样的程序,以确保 LISA 任务的成功。本文展示了一种校准和减去对 LISA 科学操作没有影响的 TTL 噪声的方法。该解决方案依赖于噪声最小化,并使用差分波前传感 (DWS) 测量来估计 TTL 贡献。我们的技术是在激光频率噪声通过延时干涉 (TDI) 后处理算法抑制后应用的。我们使用模拟来证明原理证明,我们可以根据 LISA 的当前设计配置将 TTL 系数估计到所需的精度水平。然后,我们使用这些估计值减去 TTL 噪声,确保任何剩余的 TTL 噪声低于其他噪声源的当前估计值。我们验证了针对不同操作场景的模拟数据的程序。我们的工作表明确实可以估计 TTL 耦合的影响并将其减去 我们使用模拟来证明原理证明,我们可以根据 LISA 的当前设计配置将 TTL 系数估计到所需的精度水平。然后,我们使用这些估计值减去 TTL 噪声,确保任何剩余的 TTL 噪声低于其他噪声源的当前估计值。我们验证了针对不同操作场景的模拟数据的程序。我们的工作表明确实可以估计 TTL 耦合的影响并将其减去 我们使用模拟来证明原理证明,我们可以根据 LISA 的当前设计配置将 TTL 系数估计到所需的精度水平。然后,我们使用这些估计值减去 TTL 噪声,确保任何剩余的 TTL 噪声低于其他噪声源的当前估计值。我们验证了针对不同操作场景的模拟数据的程序。我们的工作表明确实可以估计 TTL 耦合的影响并将其减去TDI 数据流的后验。
更新日期:2022-08-15
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