具有高通量光栅磁光阱与光子集成电路兼容激光系统的紧凑型冷原子干涉仪
原子物理
2022-09-05 v3 量子物理
摘要
冷原子干涉加速度计的极度小型化需要为干涉仪各子系统开发新技术与新架构。在此我们描述若干组件技术与一种激光系统架构，以实现此类小型化路径。我们研制了定制紧凑钛真空包，其中含利用单冷却光束的微加工光栅芯片，用于四面体光栅磁光阱（GMOT）。此外，我们设计了多通道光子集成电路兼容激光系统，采用单种子激光与单边带调制器以时分复用方式实现，减少了连至传感头的 optical 通道数。在含该真空包的紧凑传感头中，GMOT 中的亚多普勒冷却产生 15 uK 温度，且 GMOT 可以 20 Hz 数据率运行。我们用微波谱的 Ramsey 干涉测量验证了原子相干性，随后在重力仪配置中演示了光脉冲原子干涉仪，实现 10 Hz 测量数据率与 T = 0 - 4.5 ms interrogation 时间，得到 g / g = 2.0e-6。本工作朝可部署于大幅运动动力学下的冷原子惯性传感器迈出重要一步。
引用
@article{arxiv.2107.04792,
title = {A Compact Cold-Atom Interferometer with a High Data-Rate Grating Magneto-Optical Trap and a Photonic-Integrated-Circuit-Compatible Laser System},
author = {Jongmin Lee and Roger Ding and Justin Christensen and Randy R. Rosenthal and Aaron Ison and Daniel Paul Gillund and David Bossert and Kyle H. Fuerschbach and William Kindel and Patrick S. Finnegan and Joel R. Wendt and Michael Gehl and Ashok Kodigala and Hayden McGuinness and Charles A. Walker and Shanalyn A. Kemme and Anthony Lentine and Grant Biedermann and Peter D. D. Schwindt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04792},
year = {2022}
}
备注
21 pages, 10 figures