Input optics systems of the KAGRA detector during O3GK

Akutsu 1, T.; 2,; Ando1, M.; 4, 3; Arai 5, K.; Arai 5, Y.; Araki 6, S.; Araya 7, A.; Aritomi 3, N.; Asada 8, H.; Aso 9, Y.; 10,; Bae 11, S.; Bae 12, Y.; Baiotti 13, L.; Bajpai 14, R.; Barton 1, M. A.; Cannon 4, K.; Cao 15, Z.; Capocasa 1, E.; Chan16, M.; Chen 17, C.; 18,; Chen 19, K.; Chen 18, Y.; Chiang 20, C-I.; Chu19, H.; Chu20, Y-K.; Eguchi 16, S.; Enomoto 3, Y.; Flaminio 1, R.; 21,; Fujii 22, Y.; Fujikawa 23, Y.; Fukunaga5, M.; Fukushima 2, M.; Furuhata24, T.; Gao 25, D.; Ge 25, G. -G.; Ha 26, S.; Hagiwara5, A.; 27,; Haino20, S.; Han 28, W. -B.; Hasegawa 5, K.; Hattori 29, K.; Hayakawa30, H.; Hayama 16, K.; Himemoto 31, Y.; Hiranuma 32, Y.; Hirata 1, N.; Hirose 5, E.; Hong 33, Z.; Hsieh 5, B-H.; Huang 33, G-Z.; Huang 20, H-Y.; Huang 25, P.; Huang 18, Y-C.; Huang 20, Y. -J.; Hui 34, D. C. Y.; Ide 35, S.; Ikenoue 2, B.; Imam33, S.; Inayoshi 36, K.; Inoue 19, Y.; Ioka 37, K.; Ito24, K.; Itoh 38, Y.; 39,; Izumi 40, K.; Jeon41, C.; Jin 42, H. -B.; 43,; Jung 26, K.; Jung 30, P.; Kaihotsu 24, K.; Kajita 44, T.; Kakizaki 45, M.; Kamiizumi 30, M.; Kanbara 24, S.; Kanda 38, N.; 39,; Kang11, G.; Kataoka46, Y.; Kawaguchi 5, K.; Kawai 46, N.; Kawasaki 3, T.; Kim 41, C.; Kim 47, J.; Kim48, J. C.; Kim 12, W. S.; Kim 26, Y. -M.; Kimura 27, N.; Kita 3, N.; Kitazawa 24, H.; Kojima49, Y.; Kokeyama 30, K.; &#x2;, 50; Komori 3, K.; Kong 18, A. K. H.; Kotake 16, K.; Kozakai 9, C.; Kozu51, R.; Kumar52, R.; Kume 4, J.; Kuo19, C.; Kuo 33, H-S.; Kuromiya24, Y.; Kuroyanagi 53, S.; Kusayanagi 46, K.; Kwak 26, K.; Lee 54, H. K.; Lee 48, H. W.; Lee 18, R.; Leonardi 1, M.; Li 18, K. L.; Lin 26, L. C. -C.; Lin 55, C-Y.; Lin20, F-K.; Lin 33, F-L.; Lin 19, H. L.; Liu 17, G. C.; Luo 20, L. -W.; Majorana, E.; Marchio 1, M.; Michimura 3, Y.; Mio 57, N.; Miyakawa 30, O.; Miyamoto38, A.; Miyazaki 3, Y.; Miyo 30, K.; Miyoki 30, S.; Mori 24, Y.; Morisaki 5, S.; Moriwaki45, Y.; Nagano 40, K.; Nagano 58, S.; Nakamura 1, K.; Nakano 59, H.; Nakano 5, M.; 52, 29; &#x2;,; Nakashima46, R.; Nakayama 29, Y.; Narikawa 5, T.; Naticchioni 56, L.; Negishi 32, R.; Nguyen Quynh 60, L.; Ni 25, W. -T.; 61, 42; Nishizawa 4, A.; Nozaki 29, S.; Obuchi 2, Y.; Ogaki5, W.; Oh 12, J. J.; Oh 34, K.; Oh12, S. H.; Ohashi 30, M.; Ohishi 9, N.; Ohkawa 23, M.; Ohta 4, H.; Okutani 35, Y.; Okutomi 30, K.; Oohara 32, K.; Ooi 3, C.; Oshino 30, S.; Otabe 46, S.; Pan 18, K. -C.; Pang19, H.; Parisi 17, A.; Park 62, J.; Peña Arellano 30, F. E.; Pinto63, I.; Sago 64, N.; Saito2, S.; Saito30, Y.; Sakai 65, K.; Sakai32, Y.; Sakuno 16, Y.; Sato 66, S.; Sato23, T.; Sawada 38, T.; Sekiguchi 4, T.; Sekiguchi 67, Y.; Shao 36, L.; Shibagaki 16, S.; Shimizu2, R.; Shimoda 3, T.; Shimode 30, K.; Shinkai 68, H.; Shishido 10, T.; Shoda 1, A.; Somiya 46, K.; Son 12, E. J.; Sotani 69, H.; Sugimoto 24, R.; 40,; Suresh 5, J.; Suzuki 23, T.; Suzuki 5, T.; Tagoshi 5, H.; Takahashi 70, H.; Takahashi 1, R.; Takamori 7, A.; Takano3, S.; Takeda 3, H.; Takeda 38, M.; Tanaka71, H.; Tanaka38, K.; Tanaka71, K.; Tanaka 5, T.; Tanaka 72, T.; Tanioka 1, S.; 10,; Tapia San Martín1, E. N.; Telada 73, S.; Tomaru 1, T.; Tomigami 38, Y.; Tomura 30, T.; Travasso 74, F.; 75,; Trozzo 30, L.; Tsang 76, T.; Tsao33, J-S.; Tsubono3, K.; Tsuchida38, S.; Tsutsui 4, T.; Tsuzuki 2, T.; Tuyenbayev 20, D.; Uchikata 5, N.; Uchiyama 30, T.; Ueda 27, A.; Uehara 77, T.; 78,; Ueno 4, K.; Ueshima 70, G.; Uraguchi 2, F.; Ushiba 5, T.; van Putten 79, M. H. P. M.; Vocca 75, H.; Wang, J.; Washimi 1, T.; Wu 18, C.; Wu18, H.; Wu18, S.; Xu33, W-R.; Yamada 71, T.; Yamamoto 45, K.; Yamamoto 71, K.; Yamamoto 30, T.; Yamashita 29, K.; Yamazaki35, R.; Yang 80, Y.; Yano46, K.; Yokogawa 24, K.; Yokoyama 3, J.; 4,; Yokozawa30, T.; Yoshioka 24, T.; Yuzurihara 5, H.; Zeidler 81, S.; Zhan25, M.; Zhang 33, H.; Zhao 1, Y.; Zhu 15 (The KAGRA Collaboration), Z. -H.; Goetz 78, R.; Heintze 82, M.; Liu, J.; Müller78, C.; Savage 84, R. L.; Tanner, and D. B.

doi:10.1093/ptep/ptac166

KAGRA, the underground and cryogenic gravitational-wave detector, was operated for its solo observation from February 25 to March 10, 2020, and its first joint observation with the GEO 600 detector from April 7 to April 21, 2020 (O3GK). This study presents an overview of the input optics systems of the KAGRA detector, which consist of various optical systems, such as a laser source, its intensity and frequency stabilization systems, modulators, a Faraday isolator, mode-matching telescopes, and a high-power beam dump. These optics were successfully delivered to the KAGRA interferometer and operated stably during the observations. The laser frequency noise was observed to limit the detector sensitivity above a few kilohertz, whereas the laser intensity did not significantly limit the detector sensitivity.

Input optics systems of the KAGRA detector during O3GK / Akutsu 1, T.; 2, ; Ando1, M.; 4, 3; Arai 5, K.; Arai 5, Y.; Araki 6, S.; Araya 7, A.; Aritomi 3, N.; Asada 8, H.; Aso 9, Y.; 10, ; Bae 11, S.; Bae 12, Y.; Baiotti 13, L.; Bajpai 14, R.; Barton 1, M. A.; Cannon 4, K.; Cao 15, Z.; Capocasa 1, E.; Chan16, M.; Chen 17, C.; 18, ; Chen 19, K.; Chen 18, Y.; Chiang 20, C-I.; Chu19, H.; Chu20, Y-K.; Eguchi 16, S.; Enomoto 3, Y.; Flaminio 1, R.; 21, ; Fujii 22, Y.; Fujikawa 23, Y.; Fukunaga5, M.; Fukushima 2, M.; Furuhata24, T.; Gao 25, D.; Ge 25, G. -G.; Ha 26, S.; Hagiwara5, A.; 27, ; Haino20, S.; Han 28, W. -B.; Hasegawa 5, K.; Hattori 29, K.; Hayakawa30, H.; Hayama 16, K.; Himemoto 31, Y.; Hiranuma 32, Y.; Hirata 1, N.; Hirose 5, E.; Hong 33, Z.; Hsieh 5, B-H.; Huang 33, G-Z.; Huang 20, H-Y.; Huang 25, P.; Huang 18, Y-C.; Huang 20, Y. -J.; Hui 34, D. C. Y.; Ide 35, S.; Ikenoue 2, B.; Imam33, S.; Inayoshi 36, K.; Inoue 19, Y.; Ioka 37, K.; Ito24, K.; Itoh 38, Y.; 39, ; Izumi 40, K.; Jeon41, C.; Jin 42, H. -B.; 43, ; Jung 26, K.; Jung 30, P.; Kaihotsu 24, K.; Kajita 44, T.; Kakizaki 45, M.; Kamiizumi 30, M.; Kanbara 24, S.; Kanda 38, N.; 39, ; Kang11, G.; Kataoka46, Y.; Kawaguchi 5, K.; Kawai 46, N.; Kawasaki 3, T.; Kim 41, C.; Kim 47, J.; Kim48, J. C.; Kim 12, W. S.; Kim 26, Y. -M.; Kimura 27, N.; Kita 3, N.; Kitazawa 24, H.; Kojima49, Y.; Kokeyama 30, K.; , 50; Komori 3, K.; Kong 18, A. K. H.; Kotake 16, K.; Kozakai 9, C.; Kozu51, R.; Kumar52, R.; Kume 4, J.; Kuo19, C.; Kuo 33, H-S.; Kuromiya24, Y.; Kuroyanagi 53, S.; Kusayanagi 46, K.; Kwak 26, K.; Lee 54, H. K.; Lee 48, H. W.; Lee 18, R.; Leonardi 1, M.; Li 18, K. L.; Lin 26, L. C. -C.; Lin 55, C-Y.; Lin20, F-K.; Lin 33, F-L.; Lin 19, H. L.; Liu 17, G. C.; Luo 20, L. -W.; Majorana, E.; Marchio 1, M.; Michimura 3, Y.; Mio 57, N.; Miyakawa 30, O.; Miyamoto38, A.; Miyazaki 3, Y.; Miyo 30, K.; Miyoki 30, S.; Mori 24, Y.; Morisaki 5, S.; Moriwaki45, Y.; Nagano 40, K.; Nagano 58, S.; Nakamura 1, K.; Nakano 59, H.; Nakano 5, M.; 52, 29; , ; Nakashima46, R.; Nakayama 29, Y.; Narikawa 5, T.; Naticchioni 56, L.; Negishi 32, R.; Nguyen Quynh 60, L.; Ni 25, W. -T.; 61, 42; Nishizawa 4, A.; Nozaki 29, S.; Obuchi 2, Y.; Ogaki5, W.; Oh 12, J. J.; Oh 34, K.; Oh12, S. H.; Ohashi 30, M.; Ohishi 9, N.; Ohkawa 23, M.; Ohta 4, H.; Okutani 35, Y.; Okutomi 30, K.; Oohara 32, K.; Ooi 3, C.; Oshino 30, S.; Otabe 46, S.; Pan 18, K. -C.; Pang19, H.; Parisi 17, A.; Park 62, J.; Peña Arellano 30, F. E.; Pinto63, I.; Sago 64, N.; Saito2, S.; Saito30, Y.; Sakai 65, K.; Sakai32, Y.; Sakuno 16, Y.; Sato 66, S.; Sato23, T.; Sawada 38, T.; Sekiguchi 4, T.; Sekiguchi 67, Y.; Shao 36, L.; Shibagaki 16, S.; Shimizu2, R.; Shimoda 3, T.; Shimode 30, K.; Shinkai 68, H.; Shishido 10, T.; Shoda 1, A.; Somiya 46, K.; Son 12, E. J.; Sotani 69, H.; Sugimoto 24, R.; 40, ; Suresh 5, J.; Suzuki 23, T.; Suzuki 5, T.; Tagoshi 5, H.; Takahashi 70, H.; Takahashi 1, R.; Takamori 7, A.; Takano3, S.; Takeda 3, H.; Takeda 38, M.; Tanaka71, H.; Tanaka38, K.; Tanaka71, K.; Tanaka 5, T.; Tanaka 72, T.; Tanioka 1, S.; 10, ; Tapia San Martín1, E. N.; Telada 73, S.; Tomaru 1, T.; Tomigami 38, Y.; Tomura 30, T.; Travasso 74, F.; 75, ; Trozzo 30, L.; Tsang 76, T.; Tsao33, J-S.; Tsubono3, K.; Tsuchida38, S.; Tsutsui 4, T.; Tsuzuki 2, T.; Tuyenbayev 20, D.; Uchikata 5, N.; Uchiyama 30, T.; Ueda 27, A.; Uehara 77, T.; 78, ; Ueno 4, K.; Ueshima 70, G.; Uraguchi 2, F.; Ushiba 5, T.; van Putten 79, M. H. P. M.; Vocca 75, H.; Wang, J.; Washimi 1, T.; Wu 18, C.; Wu18, H.; Wu18, S.; Xu33, W-R.; Yamada 71, T.; Yamamoto 45, K.; Yamamoto 71, K.; Yamamoto 30, T.; Yamashita 29, K.; Yamazaki35, R.; Yang 80, Y.; Yano46, K.; Yokogawa 24, K.; Yokoyama 3, J.; 4, ; Yokozawa30, T.; Yoshioka 24, T.; Yuzurihara 5, H.; Zeidler 81, S.; Zhan25, M.; Zhang 33, H.; Zhao 1, Y.; Zhu 15 (The KAGRA Collaboration), Z. -H.; Goetz 78, R.; Heintze 82, M.; Liu, J.; Müller78, C.; Savage 84, R. L.; Tanner, and D. B.. - In: PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS. - ISSN 2050-3911. - (2023), pp. 1-20. [10.1093/ptep/ptac166]