用于原子干涉测量的多普勒补偿腔

我们提出并演示了一种在光学腔内实现多普勒补偿的方案，用于显著增大模式直径的原子干涉测量。这有潜力克服腔增强在原子干涉测量中的主要限制，同时规避腔线宽限制并实现模式滤波、功率增强和大光束直径。该方法将放大线性腔与腔内Pockels盒相结合。Pockels盒引入电压可调的双折射，使腔模频率能够跟踪拉曼激光的扫描，以补偿引力引起的多普勒频移，从而消除当前腔增强系统的主要限制。我们基于该几何结构搭建了一个腔，并证明其同时实现了多普勒补偿所需的能力，具有5.04 mm的$1/e^{2}$直径束腰，以及在精细度35下大于5倍的增强因子。此外，其具有可调的Gouy相位，可抑制高阶空间模式并避开不稳定区域。因此，该方法能够在实现腔增强原子干涉测量的关键特性（功率增强和像差减小）的同时，提高对比度并延长原子干涉测量时间。这与未来量子技术的光功率需求降低，或为基础科学导向的原子干涉仪提供增强性能相关。