The Influence of Dual-Recycling on Parametric Instabilities at Advanced LIGO

Laser interferometers with high circulating power and suspended optics, such as the LIGO gravitational wave detectors, experience an optomechanical coupling effect known as a parametric instability: the runaway excitation of a mechanical resonance in a mirror driven by the optical field. This can saturate the interferometer sensing and control systems and limit the observation time of the detector. Current mitigation techniques at the LIGO sites are successfully suppressing all observed parametric instabilities, and focus on the behaviour of the instabilities in the Fabry-Perot arm cavities of the interferometer, where the instabilities are first generated. In this paper we model the full dual-recycled Advanced LIGO design with inherent imperfections. We find that the addition of the power- and signal-recycling cavities shapes the interferometer response to mechanical modes, resulting in up to four times as many peaks. Changes to the accumulated phase or Gouy phase in the signal-recycling cavity have a significant impact on the parametric gain, and therefore which modes require suppression.Comment: 9 pages, 11 figures, 2 ancillary file

Experimental test of higher-order Laguerre–Gauss modes in the 10 m Glasgow prototype interferometer

Brownian noise of dielectric mirror coatings is expected to be one of the limiting noise sources, at the peak sensitivity, of next generation ground based interferometric gravitational wave (GW) detectors. The use of higher-order Laguerre–Gauss (LG) beams has been suggested to reduce the effect of coating thermal noise in future generations of gravitational wave detectors. In this paper we describe the first test of interferometry with higher-order LG beams in an environment similar to a full-scale gravitational wave detector. We compare the interferometric performance of higher-order LG modes and the fundamental mode beams, injected into a 10 m long suspended cavity that features a finesse of 612, a value chosen to be typical of future gravitational wave detectors. We found that the expected mode degeneracy of the injected LG3, 3 beam was resolved into a multiple peak structure, and that the cavity length control signal featured several nearby zero crossings. The break up of the mode degeneracy is due to an astigmatism (defined as |Rcy − Rcx|) of 5.25 ± 0.5 cm on one of our cavity mirrors with a radius of curvature (Rc) of 15 m. This observation agrees well with numerical simulations developed with the FINESSE software. We also report on how these higher-order mode beams respond to the misalignment and mode mismatch present in our 10 m cavity. In general we found the LG3, 3 beam to be considerably more susceptible to astigmatism and mode mismatch than a conventional fundamental mode beam. Therefore the potential application of higher-order Laguerre–Gauss beams in future gravitational wave detectors will impose much more stringent requirements on both mode matching and mirror astigmatism

Teilnahme und Methodik bei Patientenbefragungen

Patientenbefragungen sind ein wichtiges Qualitätsmanagementinstrument für Krankenhäuser. Um valide Daten gewährleisten zu können, sind empirisch abgesicherte Standards zur Durchführung von Patientenbefragungen notwendig. Untersucht werden verschiedene Aspekte der methodischen Befragungsgestaltung hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Befragungsteilnahme. Basis der Untersuchung sind experimentelle Daten zur Teilnahme an zwei schriftlichen, standardisierten Patientenbefragungen. Es zeigt sich, dass mit der poststationären, postalischen Distribution von Patientenfragebögen an die Heimatadresse eine höhere Rücklaufquote erzielt werden kann als mit persönlicher Übergabe des Fragebogens im Krankenhaus. Dabei macht es keinen Unterschied, ob Pflegekräfte oder Ärzte für die Fragebogenübergabe verantwortlich sind. Die Länge des Fragebogens (vier, acht oder zwölf Seiten) führt nur zu geringen Unterschieden der Teilnahmequote. Auch der zeitliche Abstand zur Entlassung (zwischen 2,5 und 16,5 Wochen) ist für den Rücklauf praktisch irrelevant. Von zentraler Bedeutung ist ein mehrstufiges Erinnerungsverfahren (drei postalische Kontakte), mit dem die Rücklaufquote auf 66,4 Prozent gesteigert werden konnte und das sich zudem positiv auf die Repräsentativität der Stichprobe auswirkte. Aus den Untersuchungsergebnissen lassen sich drei zentrale Schlussfolgerungen für die Durchführung von Patientenbefragungen ziehen: a) die Befragung sollte postalisch abgewickelt werden; b) die Länge des Fragebogens ist für die Höhe der Rücklaufquote unerheblich und sollte sich deshalb am inhaltlichen Forschungsinteresse orientieren; c) die Befragten sollten mehrfach kontaktiert werden

Generation of high-purity higher-order Laguerre-Gauss beams at high laser power

We have investigated the generation of highly pure higher-order Laguerre-Gauss (LG) beams at high laser power of order 100W, the same regime that will be used by 2nd generation gravitational wave interferometers such as Advanced LIGO. We report on the generation of a helical type LG33 mode with a purity of order 97% at a power of 83W, the highest power ever reported in literature for a higher-order LG mode.Comment: 5 pages, 6 figure

Review of the Laguerre-Gauss mode technology research program at Birmingham

Gravitational wave detectors from the advanced generation onwards are expected to be limited in sensitivity by thermal noise of the optics, making the reduction of this noise a key factor in the success of such detectors. A proposed method for reducing the impact of this noise is to use higher-order Laguerre-Gauss (LG) modes for the readout beam, as opposed to the currently used fundamental mode. We present here a synopsis of the research program undertaken by the University of Birmingham into the suitability of LG mode technology for future gravitational wave detectors. This will cover our previous and current work on this topic, from initial simulations and table-top LG mode experiments up to implementation in a prototype scale suspended cavity and high-power laser bench

ranacapa: An R package and Shiny web app to explore environmental DNA data with exploratory statistics and interactive visualizations.

Environmental DNA (eDNA) metabarcoding is becoming a core tool in ecology and conservation biology, and is being used in a growing number of education, biodiversity monitoring, and public outreach programs in which professional research scientists engage community partners in primary research. Results from eDNA analyses can engage and educate natural resource managers, students, community scientists, and naturalists, but without significant training in bioinformatics, it can be difficult for this diverse audience to interact with eDNA results. Here we present the R package ranacapa, at the core of which is a Shiny web app that helps perform exploratory biodiversity analyses and visualizations of eDNA results. The app requires a taxonomy-by-sample matrix and a simple metadata file with descriptive information about each sample. The app enables users to explore the data with interactive figures and presents results from simple community ecology analyses. We demonstrate the value of ranacapa to two groups of community partners engaging with eDNA metabarcoding results

High dynamic range spatial mode decomposition

Accurate readout of low-power optical higher-order spatial modes is of increasing importance to the precision metrology community. Mode sensors are used to prevent mode mismatches from degrading quantum and thermal noise mitigation strategies. Direct mode analysis sensors (MODAN) are a promising technology for real-time monitoring of arbitrary higher-order modes. We demonstrate MODAN with photo-diode readout to mitigate the typically low dynamic range of CCDs. We look for asymmetries in the response our sensor to break degeneracies in the relative alignment of the MODAN and photo-diode and consequently improve the dynamic range of the mode sensor. We provide a tolerance analysis and show methodology that can be applied for sensors beyond first-order spatial modes

Gute Entscheidungen benötigen eine valide Datengrundlage - zur Leerstandsberechnung mit dem Mikrozensus (Teil 2)

Im Forum Wohneigentum 3/2004 haben wir gezeigt, dass die Leerstände in Ostdeutschland aufgrund methodischer Unzulänglichkeiten der Statistik bislang deutlich über­schätzt wurden. Lutz Freitag, Präsident des GdW Bun­desverbandes deutscher Wohnungsunternehmen e.V., hat dieses Ergebnis zum Anlass genommen, unseren Ar­tikel im letzten Heft scharf anzugreifen. Die Kritik richtet sich erstens auf unsere methodische Vorgehensweise, die zum Ergebnis führt, dass die Leerstände im Osten erheb­lich niedriger sind als gemeinhin angenommen, und zwei­tens auf politische Schlussfolgerungen, die - seiner Wahr­nehmung nach - aus unserem Artikel zu ziehen sind. Im Folgenden werden wir zeigen, dass die Vorwürfe an unsere Methodik jeglicher Grundlage entbehren und iro­nischerweise gerade die GDW-Statistik unsere Berech­nungen zu den Leerständen stützt und das zunehmen­de Funktionieren des Wohnungsmarktes in Ostdeutsch­land bestätigt. Ziel dieses wie des vorherigen Artikels ist es, die Transparenz für die wohnungspolitischen Akteu­re durch die Korrektur der bisher verbreiteten, überhöh­ten Leerstandszahlen zu verbessern

Leerstände im Osten sind deutlich niedriger als bisher angenommen

Es gibt sicherlich keinen Zweifel daran, dass im Osten Deutschlands eine ganze Menge Wohnungen leer stehen. Wie viele es jedoch tatsächlich sind, ist keineswegs bekannt. Um angemessen mit dem Problem der Leerstände in Ostdeutschland umgehen zu konnen, benötigen Politik und Wohnungsunternehmen verlässliche Angaben über die Anzahl der leer stehenden Wohnungen. Aus diesem Grund wurde Ende der 1990er Jahre die Kommission "Wohnungswirtschaftlicher Struktwandel in den neuen Bundeslandern" - kurz "Leerstandskommission" - eingerichtet. Diese hat im Rahmen zweier Gutachten die Leerstände im Osten berechnet sowie für die Zukunft prognostiziert und mit dieser Arbeit die Grundlage fur das milliardenschwere Programm "Stadtumbau Ost" gelegt, das unter anderem den staatlich geförderten Abriss von 350.000 Wohnungen vorsieht (BMVBW 2004). Nach eigenen Berechnungen ist die von der Kommission zu Grunde gelegte Zahl der Leerstände jedoch stark überhöht. Hauptursache fur die überhöhten Leerstandszahlen dürften methodische Probleme bei der stichprobenartigen Erfassung und der Hochrechnung von Haushalten und Wohnungen sein