回声干涉仪对重力加速度测量灵敏度提升的演示
原子物理
2013-11-28 v1
摘要
我们开发了两种构型的回声干涉仪，利用激光冷却铷原子样品的驻波激发来测量加速度。对于双脉冲构型，干涉仪信号在反冲频率处被调制，并表现出随脉冲间距变化的正弦频率啁啾。对于三脉冲受激回声构型，观测到的信号无反冲调制，仅表现为单一频率的调制。三脉冲构型对振动和磁场曲率效应较不敏感，从而允许更长的实验时间尺度。对于这两种原子干涉仪 (AI) 构型，我们表明，通过分析持续时间仅为几微秒的回声包络形状，可以实现统计精度为 0.5% 的加速度测量。使用双脉冲 AI，我们在 25 ms 的时间尺度上获得了统计精度为 6 ppm 的加速度测量值。使用三脉冲 AI，我们在 50 ms 的时间尺度上获得了统计精度为 0.4 ppm 的加速度测量值。通过跨回声包络分析数据，进一步将统计精度提升至 75 ppb。我们讨论了减少由磁化真空室引起的显著系统效应以及提高信噪比的方法。对两种 AI 构型在非磁性真空室中达到 300 ms 时间尺度的模拟表明，经过优化的实验（包括改进的振动隔离和选择 mF = 0 态的原子）可使双脉冲 AI 和三脉冲 AI 对 g 的测量统计精度分别达到 0.3 ppb 和 0.6 ppb。
引用
@article{arxiv.1307.1902,
title = {Demonstration of improved sensitivity of echo interferometers to gravitational acceleration},
author = {C. Mok and B. Barrett and A. Carew and R. Berthiaume and S. Beattie and A. Kumarakrishnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.1902},
year = {2013}
}
备注
17 pages, 9 figures, 3 tables