Ramsey interferometry with an atom laser
本文给出了一个工作在一阶磁不敏感的自由空间原子干涉仪的实验结果|F=1,mF=0> ->| F=2,mF=0>玻色凝聚~(87)Rb原子的跃迁。脉冲原子激光从玻色-爱因斯坦凝聚体输出耦合,并通过一系列两个内部状态分束器传播,通过两个干涉状态之间的相干拉曼跃迁实现。我们观察到拉姆齐条纹的能见度接近100%,并确定当前和潜在的可实现的干涉相位灵敏度。该系统非常适合于测试最近提出的产生和检测压缩原子态的建议。
2009-11-05 physics.atom-ph
Magic-wavelength matter-wave interferometry with optical clock states
Nanyang Technological University(南洋理工大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);Sorbonne Université(索邦大学);National University of Singapore(新加坡国立大学);Center for Quantum Technologies(量子技术中心)
本文实现了基于⁸⁸Sr光钟态的双物质波干涉仪,利用813 nm魔术波长布拉格脉冲操控原子,测得自由下落态相关加速度水平为10⁻⁵,确定³P₀态调零波长,为差分力传感等提供新平台。
2026-08-19 physics.atom-ph
Exact phase shifts for atom interferometry
在位置和动量算符的外哈密顿量至多为二次的情况下,我们利用原子光学的ABCD公式建立了具有任意空间或时间分束器配置的原子干涉仪的精确解析相移表达式。这个结果仅用相互作用顶点处的波包中心的坐标和动量表示。
2002-10-21 cond-mat hep-th physics.atom-ph
Towards all-optical atom chips based on optical waveguides
本文从理论上研究了悬浮脊形光波导中两种主要单模双色倏逝光场中原子的相干导引。特别注意的是宽度大于光波长的波导,这提供了更好的横向稳定性的表面陷阱和波导,并可以用于相干布拉格分束器的物质波,基于由两个交叉的光波导的倏逝光波干涉形成的光栅。研究了原子倏逝波波导的单模区。讨论了全光原子芯片的总体结构和关键元件。
2019-12-19 physics.atom-ph physics.optics
Spectral-Domain Coherent Control of Broadband Raman Coupling in Atom Interferometry
Tsinghua University(清华大学)
通过工程化拉曼耦合的有效双光子谱,实现频域相干控制,提升原子干涉仪的 fringe contrast,增强原子参与度,为光谱鲁棒性原子干涉仪提供新方法。
2026-04-04 physics.atom-ph
Active Control of Laser Wavefronts in Atom Interferometers
波前像差被认为是量子传感器的主要限制。它们是当今基于双光子激光分束器的最佳冷原子干涉仪的不确定性预算的主要贡献,并构成其长期稳定性的重要限制,阻碍这些仪器充分发挥其潜力。此外,它们也将仍然是未来基于大型动量分束器的实验的主要障碍。在这篇文章中,我们解决了这个问题,利用变形镜主动控制原子干涉测量中的激光波前。特别是,我们证明了在原子重力仪的波前像差的有效校正的原则的实验证明。
2017-04-24 physics.atom-ph
An atomic Faraday beam splitter for light generated from pump degenerate four-wave mixing in a hollow-core photonic crystal fiber
我们展示了一个原子法拉第二向色分束器,适用于从原子源中的泵浦简并四波混频中空间分离信号和闲频场。通过使一个模式$90^{\circ}$的偏振平面相对于另一个模式旋转,随后的偏振分束器分离仅相差13.6 GHz的两个频率,并且在两个输出中实现$(-26.3\pm0.1)$和$(-21.2\pm0.1)$ dB的抑制,相应的透射率为97和99%。该技术避免了使用四波混频模式的空间分离的需要,从而为波导实验中的工艺效率提高打开了大门。作为一个证明的原则,我们产生的光通过四波混合$^{87}$ Rb加载到一个空芯光子晶体光纤和接口与原子法拉第二向色分束器。
2020-12-07 physics.atom-ph quant-ph
Atom interferometry with coherent enhancement of Bragg pulse sequences
本研究实现基于布拉格跃迁序列的大动量转移光脉冲原子干涉仪,发现损耗相消干涉提升分束器效率,研究寄生干涉仪影响,实验验证相移增强并表征可见度损失。
2023-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Adjustable microchip ring trap for cold atoms and molecules
我们描述了一个圆形磁波导的设计和功能的微芯片上的金属丝原子干涉使用德布罗意波。该波导是一个二维磁极小值,用于捕获具有磁偶极矩的原子或分子的弱场寻求态。该设计由共享一个共同半径的七个圆形导线组成。我们描述的设计,随时间变化的电流的导线,并表明,它是可能的,以形成一个圆形波导可调的高度和梯度,同时最大限度地减少扰动导致的引线或导线交叉。这种最大面积的几何形状适合于旋转传感与原子干涉术通过Sagnac效应使用冷原子,分子和玻色凝聚系统。
2009-11-09 physics.atom-ph
Adiabatic Mach-Zehnder interferometer via an array of trapped ions
我们探讨了在横向场中通过一系列服从量子伊辛模型的囚禁离子实现海森堡限制马赫-曾德尔干涉的可能性。基于增加Ising相互作用,然后减小横场的绝热过程,我们证明了从顺磁性到铁磁性的完美转变,它可以用作多离子Mach-Zehnder干涉术的分束器。实现的NOON状态的离子,使海森堡限制干涉。使用目前可用的技术,超冷离子,我们讨论了我们的计划与全球业务的实验可行性。
2012-03-22 physics.atom-ph quant-ph
Advances in precision contrast interferometry with Yb Bose-Einstein condensates
利用三光路对比度干涉仪(CI)和激光脉冲衍射光栅,我们建立了第一个镱原子的物质波干涉仪。我们提出了高精度测量相关的对比度干涉测量的进展。通过与传统的原子干涉仪进行比较,我们证明了CI对长相互作用时间(> 20 ms)的振动的免疫力。我们表征和演示控制两个最大的系统效应的精细结构常数通过光子反冲与我们的干涉仪的高精度测量:衍射相位和原子相互作用。对于大多数使用大动量转移分束器的干涉仪,衍射相位是一个重要的系统;原子相互作用是任何BEC干涉仪的关键问题。最后,我们考虑了未来的子部分每十亿光子反冲测量使用Yb CI的前景。
2014-11-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Antimatter interferometry for gravity measurements
我们描述了一个光脉冲原子干涉仪,它适用于任何种类的原子,甚至电子和质子以及它们的反粒子,特别是用于测试爱因斯坦等效原理与反氢。该设计通过远离谐振布拉格分束器消除了对谐振激光器的需要,并通过磁约束和原子再循环有效地利用了稀缺的原子。对于反氢原子的自由降落的加速,我们期望达到优于1%的初始精度,这可以提高到百万分之一的水平。
2014-03-10 gr-qc hep-ph physics.atom-ph
Dynamical phase interferometry of cold atoms in optical lattices
基于具有窄势垒的弱受迫光晶格中Bloch振荡的动力学相位,研究了冷原子波包在Mach-Zehnder拓扑干涉仪中的传播.我们计算解析的原子波函数,并表明,预期的原子数在两个输出的干涉仪迅速振荡的函数之间的角度的势垒和强制方向与周期成正比的外部电势差跨越晶格间距除以晶格能带能量标度。该干涉仪可用作高精度力探针,其工作原理不同于基于Bloch振荡波包的总体位置的现有干涉仪。
2011-11-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Atom interferometry with quantized light pulses
本文研究原子干涉仪中量子化光脉冲的影响,证明强相干态光脉冲下干涉信号趋近经典极限,而低光子数时因路径信息编码导致可见度下降。
2024-02-22 physics.atom-ph quant-ph
Tractor Atom Interferometry
我们提出了一种基于三维(3D)约束和分裂原子波函数分量在势阱中的传输的牵引原子干涉仪(TAI),势阱遵循编程路径。这些路径被编程为在明确定义的时空点分裂和重组原子波函数,以保证干涉仪的闭合。不间断的三维约束的干扰波函数分量的牵引井消除了相干性损失,由于波包色散。利用Crank-Nicolson方法模拟了含时薛定谔方程,计算了几种TAI情形下标量和旋量波函数的量子演化。从波函数中提取的干涉相位使我们能够量化重力仪的灵敏度,TAI的情况下研究。我们表明,旋TAI支持物质波分束器,对非绝热效应比标量TAI同行更强大。我们确认的有效性半经典路径积分阶段沿编程路径的TAI。未来的实验实现TAI方面进行了讨论。
2021-07-08 physics.atom-ph quant-ph
Optical Nanofiber Testbeds for Benchmarking Membrane-Waveguide Photonic Integrated Circuit Platforms toward On-Chip Quantum Inertial Sensing
Sandia National Laboratories(桑迪亚国家实验室);University of New Mexico(新墨西哥大学);University of Oklahoma(俄克拉荷马大学)
本文提出三种创新,通过光学纳米光纤测试平台验证了蒸发场原子引导,展示了低功率引导自由运动的铯原子,并验证了原子相干性,为芯片级量子惯性传感奠定了基础。
2026-04-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Multimode interferometry for entangling atoms in quantum networks
我们将一个腔增强的光物质接口与集成到光子芯片上的多模干涉仪(MMI)结合在一起,并展示了这种混合系统在量子网络中定制分布式纠缠的潜力。MMI的工作原理是利用一个87 Rb原子与高精细光学腔强耦合产生的窄带光子对。光子探测事件之间的非经典符合显示没有损失的相干性时,通过MMI的这些光子的干涉对相比,直接测量的双光子可见性使用Hong-Ou-Mandel干涉分束器。这证明了集成多模电路调解由光子量子比特互连的量子网络中的远程固定节点的纠缠的能力。
2018-11-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Atom Interferometry with Top-Hat Laser Beams
激光束强度和相位的均匀性是高性能原子干涉仪的关键。激光强度分布的不均匀性导致在微开尔文温度下用原子源操作的干涉仪中的对比度降低和系统效应,以及使用大动量传递分束器的干涉仪中的有害衍射相移。我们报告了在长时间的冷原子干涉仪中实现所谓的礼帽激光束,以克服使用高斯激光束时遇到的激光强度不均匀的问题。我们描述了礼帽光束的强度和相对相位分布,并证明了它在高斯光束的原子光学效率的增益,与数值模拟一致。我们讨论了应用礼帽光束来提高不同结构的原子干涉仪的性能。
2018-11-08 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Proposal for matter-wave interferometry with a rare-earth-doped microparticle
The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
本文提出利用嵌入稀土离子的微粒进行物质波干涉,通过光学跃迁传递动量并采用时间对称几何消除初始条件敏感性,从而避免退相干,为量子传感和引力测试提供新平台。
2026-10-07 physics.atom-ph quant-ph
Comparative simulations of Fresnel holography methods for atomic waveguides
我们已经模拟了微制造的菲涅耳波带片(FZPs)的光学特性,作为替代空间光调制器(SLM)产生非平凡的光势,以捕获原子内的无透镜菲涅耳安排。我们表明,二进制(1位)FZPs波长(1 μm)的空间分辨率始终优于相息图的空间和相位分辨率可比商业SLM的均方根误差比较,与FZP相息图表现出越来越多的改善复杂的目标强度分布。此外,由于亚波长分辨率的微细加工是可能的,FZPs提供了一个令人兴奋的可能性,用于创建静态冷原子捕获的原子电子学,干涉测量,和基础物理研究的潜力。
2016-01-27 physics.atom-ph physics.optics
Fundamental Limitations of Cavity-assisted Atom Interferometry
采用光学腔增强分束器脉冲的原子干涉仪有望在科学和技术方面取得重大进展,特别是对于未来的引力波探测器。在旨在观察频率低于1 Hz的引力波的实验中,已经提出了数百米规模的长腔,其中激光干涉仪,如LIGO,灵敏度很差。或者,也有人提出用短腔来提高更便携的原子干涉仪的灵敏度。我们探讨了双镜腔原子束分裂的基本限制,并建立了原子系综的温度上限作为腔长和三个设计参数的函数:腔g因子,带宽,和光学抑制因子的第一和第二阶空间模式。找到了腔带宽的下限,避免了相互作用时间的延长,并最大限度地提高功率。对称双镜腔的腔长存在一个上限,限制了长基线探测器的实用性。对于较短的腔,光束尺寸的上限来自腔的几何稳定性。这些发现旨在帮助设计当前和未来的腔辅助原子干涉仪。
2017-11-06 physics.atom-ph physics.optics
Multi-loop and Multi-axis Atomtronic Sagnac Interferometry
Sandia National Laboratories(桑迪亚国家实验室);Materials Physics and Applications Division, Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室材料物理与应用部门)
该研究通过多环和多轴原子干涉仪实现了大面积旋转传感,展示了在不同平面中保持高干涉对比度的实验结果。
2026-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph