实现最高 50 dB 噪声抑制的光格子高精度相位控制

光格子是由激光束的干涉干涉图案构成的周期性光晶体，可用于存储和操控量子退变原子，是许多体物理量子模拟的理想平台。其主要特征在于光格子具有可调节的多维几何和可修改的能带结构。当控制函数可通过调制位置或幅度的 Floquet 驱动应用于格子时，便可出现更丰富的景观。然而，在追求高调制带宽的同时保持极端格子稳定性，长期以来一直备受挑战。本文展示了一种有效解决方案：由两束相互反向的格子束组成，分别由独立的声光调制器控制其相位和强度。我们的相位控制器通过将两束格子束的采样光与共同光学参考混合来实现。该双频锁定方法实现了对格子位置的精确确定，同时消除了沿独立路径传播时积累的伪相噪声。我们报告在 0.1 Hz 至 1 Hz 频段实现了最高 50 dB 的格子相位噪声抑制，并显著抑制了超过四个数量级频率范围内的噪声。集成后，格子位置的绝对相位扩散在 10 秒内仅为 10 Å。该方法允许对光格子强度和相位进行精确、带宽高于 50 kHz 的调制。我们通过执行复杂时变相位轮廓来演示了该方法的有效性，用于原子干涉仪。