The Advanced LIGO gravitational wave detectors are second generation instruments designed and built for the two LIGO observatories in Hanford, WA and Livingston, LA. The two instruments are identical in design, and are specialized versions of a Michelson interferometer with 4 km long arms. As in initial LIGO, Fabry-Perot cavities are used in the arms to increase the interaction time with a gravitational wave, and power recycling is used to increase the effective laser power. Signal recycling has been added in Advanced LIGO to improve the frequency response. In the most sensitive frequency region around 100 Hz, the design strain sensitivity is a factor of 10 better than initial LIGO. In addition, the low frequency end of the sensitivity band is moved from 40 Hz down to 10 Hz. All interferometer components have been replaced with improved technologies to achieve this sensitivity gain. Much better seismic isolation and test mass suspensions are responsible for the gains at lower frequencies. Higher laser power, larger test masses and improved mirror coatings lead to the improved sensitivity at mid- and high- frequencies. Data collecting runs with these new instruments are planned to begin in mid-2015.

In 2009-2010, the Laser Interferometer Gravitational-wave Observa- tory (LIGO) operated together with international partners Virgo and GEO600 as a network to search for gravitational waves of astrophysical origin. The sensitiv- ity of these detectors was limited by a combination of noise sources inherent to the instrumental design and its environment, often localized in time or frequency, that couple into the gravitational-wave readout. Here we review the performance of the LIGO instruments during this epoch, the work done to characterize the de- tectors and their data, and the effect that transient and continuous noise artefacts have on the sensitivity of LIGO to a variety of astrophysical sources.

Nearly a century after Einstein first predicted the existence of gravitational waves, a global network of Earth-based gravitational wave observatories1,2,3,4 is seeking to directly detect this faint radiation using precision laser interferometry. Photon shot noise, due to the quantum nature of light, imposes a fundamental limit on the attometre-level sensitivity of the kilometre-scale Michelson interferometers deployed for this task. Here, we inject squeezed states to improve the performance of one of the detectors of the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) beyond the quantum noise limit, most notably in the frequency region down to 150 Hz, critically important for several astrophysical sources, with no deterioration of performance observed at any frequency. With the injection of squeezed states, this LIGO detector demonstrated the best broadband sensitivity to gravitational waves ever achieved, with important implications for observing the gravitational-wave Universe with unprecedented sensitivity. Squeezed states of light have been experimentally demonstrated to improve the performance of the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) in astrophysically relevant frequency regions. This enhanced performance may help to reach the sensitivity required for detecting gravitational waves.