慢光增强的非平衡干涉测量法极大提升激光频移测量灵敏度
量子物理
2025-02-12 v2
摘要
我们展示了一种慢光增强的非平衡马赫 - 曾德尔干涉仪（MZI），可用于显著增强测量激光频移的灵敏度。增强程度取决于慢光介质的群折射率、MZI 两臂物理长度的不平衡程度以及激光的光谱宽度。对于基于高精细度腔体且产生窄量子噪声限制光谱宽度的激光，群折射率必须大于精细度才能实现测量灵敏度的增强。对于所报告的结果，通过在充有缓冲气体的 Rb 原子蒸气室中利用相干布居俘获产生电磁感应透明，从而产生强烈的慢光效应，最大群折射率约为 1759。在一系列群折射率下观察到的灵敏度增强与理论模型吻合良好。实现的最大灵敏度增强因子约为 560；若使用冷原子产生慢光效应，可获得更大的数值。任何依赖测量激光频移的传感器灵敏度均可利用此技术得到实质性提升。这些传感器包括但不限于基于传统环形激光器或超光速环形激光器的陀螺仪和加速度计，以及用于探测病毒化超轻场暗物质的探测器。
引用
@article{arxiv.2403.05491,
title = {Slow Light Augmented Unbalanced Interferometry for Extreme Enhancement in Sensitivity of Measuring Frequency Shift in a Laser},
author = {Ruoxi Zhu and Zifan Zhou and Jinyang Li and Jason Bonacum and David D. Smith and Selim M. Shahriar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.05491},
year = {2025}
}