Effect of trap anharmonicity on a free-oscillation atom interferometer
自由振荡干涉仪使用被限制在谐波陷阱中的原子。非共振激光器的布拉格散射被用来将原子的波函数分裂成两个独立的包。在阱中的一次或多次振荡之后，通过第二次应用布拉格激光器来重新组合波包，以关闭干涉仪。陷阱势中的非谐性会导致干涉仪输出中的相移。本文导出了位置坐标系中任意幂次扰动的首阶非谐相位的解析表达式。相位通常取决于原子的初始位置和速度，而这些位置和速度本身通常是不确定的。这导致干涉仪性能的下降，并且可以预期将厘米级设备的使用限制在约0.1秒的相互作用时间。提高性能的方法进行了讨论。
2012-09-19 physics.atom-ph
Systematic Effects in 2D Trapped Matter-Wave Interferometers
陷波物质波干涉仪（TMI）提供了一个在紧凑的设备内进行精确感测的平台，通过重复遍历限制电位来延长相干时间。然而，在这种潜力的缺陷可能会引入不必要的系统效应，特别是当结合在相关的分束器操作的错误。这可能会影响干涉仪的相位和可见度，并可能使性能对其他实验缺陷更加敏感。我研究的字符和这些系统的影响程度，特别是在适用于旋转传感的2D TMIs的上下文中。我表明，目前的实验控制，可以使这些干涉仪在一个政权对实验的不完善性鲁棒操作。
2019-10-11 physics.atom-ph
Coherent population trapping in a Raman atom interferometer
研究了基于受激喇曼跃迁的原子干涉重力仪中的相干布居俘获效应。我们发现，CPT导致显着的相移，几毫拉德的顺序，这可能会损害惯性测量的精度。我们表明，这种效果被拒绝的k-反转技术，其中包括在平均惯性测量与两个相反的方向的拉曼波矢量k，提供的内部状态在输入的干涉仪保持相同的两种配置。
2016-06-09 physics.atom-ph
A Wigner Function Approach to Coherence in a Talbot-Lau Interferometer
使用热气体，我们模型的信号被困干涉仪。这种干涉仪使用两个短的激光脉冲，由时间T分开，作为物质波的相位光栅。在时间2 T附近，由于Talbot-Lau效应，在云的密度中存在回波。我们的模型使用维格纳函数的方法，包括一个弱残留谐波陷阱。分析表明，剩余势限制了干涉仪的可见性，移动了干涉仪的回波时间，并改变了它的时间依赖性。可见度的损失可以通过在干涉仪周期开始之前优化初始陷波频率来减轻。
2017-03-20 physics.atom-ph
Controlling the dynamical scale factor in a trapped atom Sagnac Interferometer
具有大质量粒子的Sagnac干涉仪在实现高精度测量旋转速率方面具有独特的优势。最近的一些建议和实验正在探索非弹道Sagnac干涉仪，其中被捕获的原子沿着封闭的路径传输，这是通过使用内部量子态的叠加和它们的控制与状态相关的势来实现的。我们解决紧急问题的动力学行为的玻色-爱因斯坦凝聚体在这样的干涉仪和旋转灵敏度的影响。我们调查复杂的原子相互作用，以及陷阱的几何形状，旋转速率和操作速度的依赖关系。我们发现，从一个简单的优化策略，非相互作用的粒子获得的时间传输配置文件仍然令人惊讶的强大，也在存在的相互作用在很大范围内的现实参数。高灵敏度可以实现远离绝热制度的短的询问时间。这突出了一条路线，以建立快速和强大的引导环Sagnac干涉仪与完全捕获的原子。
2019-12-15 physics.atom-ph quant-ph
An atom chip interferometer
Thales Research and Technology France（泰雷兹研究技术法国）；Université Paris-Saclay, Institut d’Optique Graduate School, CNRS, Laboratoire Charles Fabry（巴黎萨克雷大学、高等光学学院、法国国家科学研究中心、夏尔·法布里实验室）
该研究利用磁阱的 rubidium 87 原子热云实现了一种干涉仪，通过微波场实现两内部态的空间分裂，观测到约 8% 的干涉条纹对比度。
2026-06-29 physics.atom-ph
Phase diffusion in trapped-atom interferometers
利用Ramsey干涉法和Hahn自旋回波法在时域和相域中研究了原子芯片传感器中囚禁的$^{87}$ Rb原子的性能和相位扩散。我们追踪了干涉条纹的相位不确定度是如何随时间增长的。相域自旋回波使我们能够实现许多秒长的相位扩散与低成本的本地振荡器，否则似乎不切实际的获得这样的振荡器。在Ramsey实验中，我们记录了对比度以$12$ s衰减的干涉条纹，其频率不确定度为$80$ mHz，对应于$2.8$ s的退相时间。在原子系综的退相干和本振子引起的退相之间作了明确的区分。自旋回波消除了影响拉姆齐实验的大部分扰动，并且只留下主要归因于本机振荡器频率不稳定性的$19$ mHz的残余相位噪声，从而产生与拉姆齐序列中的对比度衰减时间一致的$11.9$ s的增加的相干时间。一些扰动源导致均匀和非均匀的退相进行了讨论。我们的原子芯片传感器是有用的，在探测基本相互作用，原子电子学，微悬臂梁，和谐振腔原位轮廓。
2018-09-09 physics.atom-ph
Symmetric micro-wave potentials for interferometry with thermal atoms on a chip
提出了一种基于状态选择绝热势的双微波频率囚禁原子干涉仪。我们表明，这种配置提供了一种方法来实现高度的对称性之间的两个臂的干涉仪，这是必要的相干分裂和重组的热（即非凝聚）原子。由此产生的干涉仪有望实现高对比度和长相干时间，同时避免基于被困玻色-爱因斯坦凝聚体的干涉仪的平均场相互作用问题。
2014-12-23 physics.atom-ph
Competition between Spin Echo and Spin Self-Rephasing in a Trapped Atom Interferometer
我们进行Ramsey干涉测量的超冷87Rb系综限制在一个光学偶极阱。我们使用设置在干涉仪中间的π脉冲，通过抵消相位不均匀性并在对比度中产生自旋回波来恢复自旋系综的相干性。然而，对于高原子密度，我们观察到相反的行为：π脉冲加速了自旋系综的退相，导致干涉仪的对比度衰减更快。我们认为这种现象是自旋回波技术和基于自旋旋转效应的交换相互作用驱动的自旋自重定相机制之间的竞争。数值模型很好地再现了我们的实验数据。
2016-10-21 cond-mat.quant-gas 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
Feasibility of a trapped atom interferometer with accelerating optical traps
本文提出利用光偶极阱加速并囚禁原子的高带宽原子干涉仪装置，解决了演化时间与灵敏度/带宽的矛盾，在1 Hz和1 kHz下均显著提升了加速度测量灵敏度。
2024-06-26 physics.atom-ph quant-ph
Bi-chromatic adiabatic shells for atom interferometry
我们证明双色绝热磁壳陷阱作为一种新的工具，物质波干涉。利用两个强射频场对铷原子玻色-爱因斯坦凝聚体的$|1,-1\rangle $和$ |2,1\rangle$态进行了修饰，从而产生了两个独立可控的壳层陷阱。这使我们能够匹配两个陷阱，并使用微波脉冲，创建一个依赖于状态的时钟型干涉仪。考虑到干涉仪的低水平限制，可以使原子展开，从而产生2D片材，其可以用于直接成像干涉仪。该干涉仪可以对空间变化的电场或磁场敏感，所述电场或磁场可以是DC、AC、RF场或微波，或者甚至是重力的局部变化。我们证明了壳陷阱的独立控制所提供的陷阱匹配允许长的相干时间，这将导致高灵敏度的成像物质波干涉仪。
2019-07-03 physics.atom-ph quant-ph
Matter-wave interferometers with trapped strongly interacting Feshbach molecules
利用囚禁的玻色凝聚 Feshbach 分子实现了Ramsey型和Michelson型两种物质波干涉仪，研究了从弱到强相互作用对干涉仪性能的影响，发现相互作用会引起能级移动、退相和对比度退化等现象。
2024-05-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Differential phase extraction in dual interferometers exploiting the correlation between classical and quantum sensors
我们进行了[Phys.Rev.A91，063615（2015）]中提出的方法的实验演示，以提取双原子干涉仪中的微分相位。从一个磁光阱，我们产生两个原子源，垂直分离和自由落体同步，与加速晶格的帮助下。我们同时驱动拉曼干涉仪到两个源上，并使用与由地震仪测量的振动信号的相关性来提取每个干涉仪的相位。当两个干涉仪同相时，我们证明了两个干涉仪之间提取的差分相位的最佳灵敏度，不受振动噪声和检测噪声的限制。
2017-12-06 physics.atom-ph
Analysis of a free oscillation atom interferometer
我们分析了弱束缚简谐磁阱中基于玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的自由振荡原子迈克耳孙干涉仪。在陷阱中心的BEC被激光驻波分裂成两个谐波。谐波以相等的速度沿相反的方向移动，并在其经典转折点处的捕获势的影响下折回。谐波被允许通过彼此，并且当它们在第二次返回之后在周期结束时重叠时施加复合脉冲。我们推导出干涉条纹对比度的表达式，并在参数空间中得到干涉仪性能的基本极限。
2011-09-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A two wire waveguide and interferometer for cold atoms
在均匀偏置场的作用下，由两条平行的载流导线构成一种通用的小型德布罗意波导。我们推导出各种解析表达式来描述该指南，并提出了一个量子理论，以表明它提供了一个显着的范围内的可能性原子操纵的亚微米尺度。这些包括波函数的受控和相干分裂以及冷却，捕获和引导。特别是，我们讨论了一种新的微观原子干涉仪的潜力是非常敏感的。
2000-09-29 physics.atom-ph
Recoil-sensitive lithium interferometer without a subrecoil sample
我们报告同步共轭拉姆齐-Bordé干涉仪与低质量（锂-7）原子的样品在50倍的反冲温度。我们利用$2S_{1/2} - 2P_{1/2}$线将原子抽运到磁不敏感态。快速受激拉曼分束器解决了广泛的速度类，并可驱动两个共轭干涉仪，空间重叠。我们表明，检测两个干涉仪的总和干涉信号，使用状态标记，允许反冲测量和抑制振动的相位噪声。使用“暖”原子允许简单，高效和高通量的原子源，并扩大了反冲敏感干涉测量的适用性，仍然难以捕获和冷却的粒子。
2017-04-07 physics.atom-ph
A Compact Cold-Atom Interferometer with a High Data-Rate Grating Magneto-Optical Trap and a Photonic-Integrated-Circuit-Compatible Laser System
冷原子干涉式加速度计的极端小型化要求为干涉仪子系统开发新的技术和架构。在这里，我们描述了几种组件技术和激光系统架构，以实现这种小型化。我们开发了一个定制的，紧凑的钛真空封装，包含一个微制造的光栅芯片的四面体光栅磁光阱（GMOT）使用一个单一的冷却光束。此外，我们设计了一种多通道光子集成电路兼容的激光系统，采用单种子激光器和单边带调制器以时分复用的方式实现，减少了连接到传感器头的光通道的数量。在包含真空封装的紧凑型传感器头中，GMOT中的亚多普勒冷却产生15 uK的温度，并且GMOT可以以20 Hz的数据速率操作。我们验证了原子的相干性与拉姆齐干涉测量使用微波光谱，然后演示了一个光脉冲原子干涉仪在重力仪配置为10 Hz的测量数据速率和T = 0 - 4.5 ms的询问时间，导致$Δ$ g / g = 2.0 e-6。这项工作是一个重要的一步，可部署的冷原子惯性传感器在大振幅运动动力学。
2022-09-01 physics.atom-ph quant-ph
Multi-ion Mach-Zehnder interferometer with artificial nonlinear interactions
我们展示了如何实现一个马赫-曾德尔干涉的基础上，一串被困离子与人工非线性相互作用。通过对离子两个内态之间耦合强度的纵向扫掠，实现了光束的分裂/复合。基于现有的囚禁离子操纵技术，我们讨论了我们的方案的实验可行性，并分析了一些不希望在现实的实验环境中的不确定性。
2012-05-03 physics.atom-ph quant-ph
Dual-axis, high data-rate atom interferometer via cold ensemble exchange
我们展示了一个双轴加速度计和陀螺仪原子干涉仪，它形成了一个六轴惯性测量单元的积木。通过在干涉仪序列之后重新捕获原子，我们以每秒50到100次测量的高数据速率保持大的原子数。两个冷的合奏形成在陷阱区位于几厘米的距离，并向对方发射。在它们的弹道轨迹中，它们被用受激拉曼序列询问、检测并在相对的陷阱区中被重新捕获。我们实现了在$\mathrm{μ\mathit{g} / \sqrt{Hz}}$和$\mathrm{μrad / s / \sqrt{Hz}}$水平的灵敏度，使这是一个令人信服的前景，扩大使用原子干涉仪惯性传感器超出良性实验室环境。
2014-07-14 physics.atom-ph quant-ph
Rotation sensing with trapped ions
我们提出了一个协议，通过物质波Sagnac干涉术使用捕获的离子来测量旋转。该陷阱允许干涉仪通过Sagnac几何形状中的重复往返在紧凑的装置中封闭大面积。我们展示了如何使用均匀的磁场在大的动态范围内关闭干涉仪的旋转速度和测量带宽，而不会失去对比度。由于这种技术不需要将离子限制在Lamb-Dicke区域，因此具有许多声子的热态应该足以用于操作。
2016-09-02 physics.atom-ph quant-ph
Guided-Wave Sagnac Atom Interferometer with Large Area and Multiple Orbits
我们提出一种使用时间轨道势阱中玻色凝聚原子的物质波Sagnac干涉仪，通过提升热稳定性、光学通路及降低陷阱非谐性，实现了每轨道4 mm^2有效面积，并在两轨道0.6 s询问时间下达到25%可见度与0.2 rad相位稳定性。
2023-12-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Sagnac Tractor Atom Interferometer on Photonic Integrated Circuit
University of Michigan（密歇根大学）
本文提出并理论研究了基于光子集成电路的萨格纳克牵引原子干涉仪，通过圆形波导倏逝场形成反向旋转光学晶格囚禁原子，并建立高效量子模型评估其非绝热性、保真度与灵敏度。
2025-11-07 physics.atom-ph quant-ph
Developing a simulation tool to investigate a novel trapped two-state Bose-Einstein condensate Ramsey interferometer driven by dipole oscillations and gravitational sag
本研究提出一种由偶极振荡和引力下垂驱动的两态BEC Ramsey干涉仪方案，建立了结合二能级系统与GPE的理论框架，开发了MATLAB仿真工具验证其可行性，可用于引力场与态间散射长度测量。
2023-08-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Realization of a Rydberg-dressed Ramsey interferometer and electrometer
我们介绍了基于光学捕获超冷钾原子的拉姆齐干涉仪的实验实现和表征，其中一个态通过非共振激光场连续耦合到高激发里德堡态。我们表明，所观察到的干涉信号可以用来精确地测量里德伯原子-光耦合强度以及里德伯修饰态的布居和相干衰减率，其精度为亚千赫兹，并且里德伯态分数小到$10^{6}$中的一部分。我们还演示了一个应用程序，用于测量小，静态电场具有高灵敏度。这提供了将基于原子基态的Ramsey干涉仪的出色相干特性与与强相互作用状态的可控耦合相结合的手段，从而扩大了适合于MEMS应用和多体物理研究的系统的数量。
2019-01-30 physics.atom-ph
Suppression of laser beam's polarization and intensity fluctuation via a Mach-Zehnder interferometer with proper feedback
长的基态-里德伯相干寿命对于实现高保真量子逻辑门、多体物理和其他量子信息协议是很有意义的。然而，传统的远共振红失谐光偶极阱所形成的势阱对基态冷原子具有吸引力，而对里德伯原子具有排斥力，这将导致原子的快速损耗和实验序列的低重复率.此外，由于冷原子的残余热运动，相干时间将急剧缩短。这些问题可以通过一维魔格阱来解决，当输出功率受限时，魔格阱可以形成比行波光偶极阱更深的势阱。此外，这些用于原子约束的常用技术一般对激光的偏振和强度稳定性有一定的要求。在这里，我们展示了一种方法，以抑制偏振漂移和功率波动的基础上的马赫-曾德尔干涉仪的相位管理的一维魔晶格陷阱。采用三波片与干涉仪相结合的方法，利用该仪器在时域内采集数据，分析激光强度的起伏，计算噪声功率谱密度。结果表明，在1-3000 Hz的典型带宽范围内，闭环锁定后的噪声功率谱密度明显低于激光系统自由运行时的噪声功率谱密度，从而抑制了激光功率起伏和偏振漂移的总强度起伏。在1000 Hz处，锁定后的噪声功率谱密度比主振荡器功率放大器系统自由运行时的噪声功率谱密度低约10 dB，强度偏振控制技术具有潜在的应用前景。
2023-01-20 physics.atom-ph physics.optics
Noise budget of a trapped on chip cold atom Rubidium 87 clock
本研究实现了基于冷铷87原子团、Ramsey时间约600ms的片上原子钟，在无磁屏蔽、实验室日温漂数度的条件下完成搭建，并对其已知噪声开展了全面研究。
2025-06-11 physics.atom-ph
Trapping and cooling of nanodiamonds in a Paul trap under ultra-high vacuum: Towards matter-wave interferometry with massive objects
为测试量子力学与广义相对论的界面（如引力量子化），研究聚焦于超高真空Paul阱中俘获并冷却含自旋的纳米金刚石，实现其亚开尔文冷却及激光下的阱内束缚，为大质量物体物质波干涉仪奠定基础。
2025-08-20 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Snowmass 2021: Quantum Sensors for HEP Science -- Interferometers, Mechanics, Traps, and Clocks
各种各样的量子传感技术正在迅速地被整合到高能物理界的实验组合中。在这里，我们专注于用原子干涉仪进行传感;用光学或微波场读出的机械设备;原子，核和分子系统的精密光谱方法;以及捕获的原子和离子。我们给出了各种检测目标相关的粒子物理，这些系统是独一无二的准备作出贡献。这包括在精密前沿的实验，如电子偶极矩和电磁精细结构常数的测量，并在微米到毫米尺度上寻找第五种力和牛顿引力定律的修正。它还包括与宇宙前沿有关的实验，特别是对重力波和各种各样的暗物质候选者的研究，这些候选者跨越了重、WIMP尺度、轻和超轻质量范围。我们在这里强调，需要在传感器技术和集成到更广泛的粒子物理社区的更多的发展。
2022-09-14 hep-ex hep-ph physics.atom-ph
Lattice-Trapped Atom Interferometry with a Bose-Einstein condensate: Observation and Control of Interactions
University of Washington（华盛顿大学）
利用弱相互作用的镱玻色-爱因斯坦凝聚体实现晶格捕获原子干涉仪，通过改变原子数或样品体积控制相互作用，并观察到平均场效应，为超越单原子物理的计量学进展开辟道路。
2026-05-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dual atom (87Rb-133Cs) grating magneto-optical trap
本文提出双色光栅芯片设计方法，实现同时捕获1.6E8个87Rb和7.8E6个133Cs原子，为多物种冷原子系统及精密测量应用提供新途径。
2024-12-19 physics.atom-ph
Multiaxis atom interferometry with a single diode laser and a pyramidal magneto-optical trap
原子干涉测量已成为最强大的精密测量技术之一。为了开发简单，精确，多功能的原子干涉仪的惯性传感，我们展示了一个原子干涉仪测量加速度，旋转和倾斜指向拉曼光束对个人面临的金字塔镜。只有一个二极管激光器用于所有功能，包括原子捕获，干涉测量和检测。实现了有效的多普勒灵敏拉曼跃迁，而无需选择原子样品的速度，并且铯超精细基态之间的零差分AC斯塔克位移，提高了信噪比并抑制了系统效应。我们测量重力沿两个轴（垂直和45 $^\circ$垂直），旋转，和倾斜的灵敏度为6 $\,μ$ m/s $^2/\sqrt{\rm Hz}$，300 $\,μ$ rad/s/ $\sqrt{\rm Hz}$，和4 $\,μ$ rad/ $\sqrt{\rm Hz}$，分别。这项工作为大地测量、地质学或惯性导航的可部署多轴原子干涉仪铺平了道路。
2018-02-11 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Atom trapping in an interferometrically generated bottle beam trap
我们演示了一个由两束具有不同束腰的基本高斯光束干涉产生的光学瓶形光束阱。这些光束是使用马赫-曾德尔干涉仪从单个激光源得到的，该干涉仪的臂具有不等的放大率。来自Mach-Zehnder的两个光束的相消干涉导致在光束的相互聚焦处的三维强度零。我们演示了冷铯原子在一个蓝色失谐的瓶形光束阱中的捕获。
2009-01-16 physics.atom-ph physics.optics
Gravitational Redshift Tests with Atomic Clocks and Atom Interferometers
原子干涉实验可以通过原子的内能分裂来探测引力红移，从而直接检验不同时空点上物质能量与引力耦合的普适性。通过包括可能违反的等效原理在一个完全量子化的治疗的所有自由度，我们的特点是如何产生的引力红移违规的灵敏度在原子钟和原子干涉仪，以及其潜在的局限性。具体而言，我们表明：（一）对俘获势的贡献超过了线性序，导致俘获原子钟具有这样的灵敏度。（二）虽然布拉格型干涉仪，即使是叠加的内部状态，与状态无关，线性相互作用势是在第一次不敏感的引力红移测试，修改后的配置，例如通过重新启动原子，可以模仿这样的测试测试在某些条件下。（三）制导原子干涉仪可与原子钟相媲美。（iv.）内部跃迁导致依赖于状态的相互作用势，通过这种相互作用势，光脉冲原子干涉仪可以变得对引力红移破坏敏感。
2021-11-17 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Mach-Zehnder atom interferometry with non-interacting trapped Bose Einstein condensates
本文利用可调相互作用的囚禁BECs在双阱势中通过量子隧穿实现线性分束，并行运行马赫-曾德尔干涉仪，结合差分分析与自旋回波，实现一秒相干时间，用于高精度力测量与量子传感。
2025-04-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Deep Laser Cooling of Thulium Atoms to Sub-$μ$K Temperatures in Magneto-Optical Trap
原子、离子和分子的深度激光冷却促进了基础物理学的研究以及应用研究。本文报道了波长为$506.2\,\textrm{nm}$、自然线宽为$7.8\,\textrm{kHz}$的窄线激光冷却对铥原子的冷却，拓宽了原子云参数控制的范围。实现了约$400\,\textrm{nK}$的温度、高达$3.5\times10^{-4}$的相空间密度和被困原子的$2\times10^6$数量。我们还证明了通过调节$506.2\,\textrm{nm}$磁光阱的参数可以在光晶格中形成双云结构。这些结果可用于改进BEC、原子干涉仪和光学钟的实验。
2023-03-10 physics.atom-ph
A trapped ultracold atom force sensor with a $μ$m-scale spatial resolution
我们报告使用超冷系综的$^{87}$ Rb原子被困在一个垂直的晶格作为一个源的量子力传感器的基础上拉姆齐-拉曼型干涉仪。由于在交叉光偶极阱中蒸发冷却到超冷温度，我们在垂直方向上达到了低微米范围内的空间分辨率。在这种结构中，原子系综的相干时间由于原子相互作用引起的不均匀退相而退化。通过仅在横向方向上削弱约束，我们稀释了云并大大降低了这些相互作用的强度，而不影响垂直分辨率。这允许在与局部重力相关的布洛赫频率上保持$5\times10^{-6}$在1 μ s处的优异的相对灵敏度，其在一小时平均时间之后积分下降到$8\times10^{-8}$。
2018-07-16 physics.atom-ph
An atom interferometer with a shaken optical lattice
介绍了一维光晶格中原子的振动晶格干涉。通过相位调制（振动）晶格，我们控制原子的动量状态。通过一系列的振动函数，原子经历了分裂，传播，反射，反向传播和重组的干涉仪序列。序列中的每个振动函数用遗传算法优化以实现期望的动量状态转换。与传统的原子干涉仪一样，振动晶格干涉仪的灵敏度随着询问时间的增加而增加。振动晶格干涉仪还可以被优化以感测感兴趣的信号，同时拒绝其他信号，诸如在存在不想要的DC信号的情况下对AC惯性信号的测量。
2017-04-21 physics.atom-ph quant-ph
Collective Excitation Interferometry with a Toroidal Bose-Einstein Condensate
使用捕获和引导原子干涉仪的紧凑型惯性传感方案的精度受到由捕获势和相互作用引起的不受控制的相位误差的限制。在这里，我们提出了一个声学干涉仪，使用声波在一个环形的玻色-爱因斯坦凝聚体来测量旋转，我们实验证明了这种类型的干涉仪的几个关键方面。我们使用空间图案化的光束，以激发反传播的声波内的凝聚和使用\emph{in situ}吸收成像来表征其演变。我们提出了一种分析技术，通过该技术，我们分别提取的驻波声学模式的振荡频率，在捕获电位的静态缺陷所造成的频率分裂，以及由于旋转的驻波图案的特征进动。在解析和数值计算的支持下，我们解释了我们的测量中的噪声，这是占主导地位的原子散粒噪声，在旋转噪声。虽然我们的声学干涉传感器在$\sim \mbox{rad}\, \mbox{s}^{-1}/\sqrt{\mbox{Hz}}$水平上的噪声由于快速的声学阻尼和小的阱半径而很高，但是概念验证设备确实以比自由下落原子干涉仪高$10^4 - 10^6$倍的密度和小$10^9$倍的体积操作。
2014-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Precision measurements with cold atoms and trapped ions
近年来，冷原子和囚禁离子的量子控制在科学和技术方面的进展极大地推动了其在精密测量中的应用。由于这些大质量量子系统的卓越可控性和多功能性，基于冷原子和离子的时钟，磁力计和干涉仪实现了前所未有的灵敏度。此外，这些系统还具有许多特性，可以用于促进不同场景中的应用。本文简要介绍了用于时间、磁场和惯性力精密测量的光学钟、冷原子磁强计和原子干涉仪的原理。然后，主要内容是致力于总结这三个应用程序的一些最近的实验和理论进展，特别注意到新的设计和更好的性能的可能性。本文的目的绝不是对这个快速发展领域的所有重要作品进行完整的概述，而是对前沿领域进行粗略的概述，并展示未来的迷人未来。
2020-07-17 physics.atom-ph quant-ph
Probing Gravity for one Minute with an Optical-Lattice Atom Interferometer
我们已经实现了一个原子干涉仪，它通过保持而不是下降原子来探测引力势。通过将空间分离的原子波包悬浮在由光学腔进行模式过滤的光晶格中，实现了高达一分钟的相干时间。这种捕获的配置抑制相位变化，由于振动的四到五个数量级，克服了原子干涉重力仪的主要噪声源。最近在表征和减少干涉仪退相干方面取得的进展导致相干性和精度的大幅提高，为通过以创纪录的精度和空间分辨率测量源质量的重力来测量暗能量候选者和重力量子性质的探测器铺平了道路。
2023-01-30 hep-ph physics.atom-ph
Continuously trapped matter-wave interferometry in magic Floquet-Bloch band structures
针对囚禁物质波干涉测量中阱噪声引入的系统误差问题，提出本征抗噪福克工程平台，利用振幅调制光学晶格的幻福克-布洛赫能带结构实现马赫-曾德尔干涉力传感，实验验证其抗噪性与可编程性，为量子力传感器提供新方案。
2025-08-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ring-shaped atom-trap lattices using multipole dressing fields
提出了一种利用缀饰势产生超冷原子闭环晶格的方法。我们分析描述的陷阱晶格的产生是状态相关的，与动态控制的晶格深度和定位。在类似于同步电动机的设计中，电势由静态环形四极场和多极射频场的组合产生。我们的技术完全依赖于静态和射频（rf）磁场，通过射频幅度和相位的简单控制，使强大的原子陷阱的创建。我们的计划的潜在应用范围从量子多体模拟引导Sagnac干涉仪。
2019-09-03 physics.atom-ph quant-ph
A Bose-condensed, simultaneous dual species Mach-Zehnder atom interferometer
本文首次实现了玻色凝聚原子的同步$^{87}$ Rb - $^{85}$ Rb马赫-曾德尔原子干涉仪。一些雄心勃勃的建议，精确的地面和空间为基础的弱等效原则的测试依赖于这样一个系统。该实施方式利用混合磁光捕获来产生具有20 s的占空比的空间重叠的冷凝物。一个水平的光波导与共线布拉格分束器和反射镜被用来同时解决两个同位素的干涉仪。我们观察到一个非相互作用的$^{85}$ Rb干涉仪的非线性相移作为干涉仪时间的函数，$T$，我们表明，从同位素间散射与共入射$^{87}$ Rb干涉仪。对未来实验的影响进行了讨论。
2014-01-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A Compact, High-Data-Rate, High-Sensitivity GMOT-Based Light-Pulse Atom Interferometer toward Time-Multiplexed, Multi-Axis Inertial Sensing
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of New Mexico（新墨西哥大学）
本研究展示了一种基于GMOT的紧凑型光脉冲原子干涉仪，实现高数据率（100 Hz）和高灵敏度（550 ng/rt-Hz），并具备良好偏置稳定性，为动态环境下的量子惯性传感和多轴时间复用测量奠定基础。
2026-10-02 physics.atom-ph
Magnetic confinement of neutral atoms based on patterned vortex distributions in superconducting disks and rings
我们提出并分析了由磁场脉冲序列在II型超导盘和环中产生的涡旋所产生的中性原子陷阱。我们计算了超导体中的超导电流分布和由涡旋产生的磁场。不同的模式的涡可以写由多才多艺的加载场序列。我们详细讨论了基于超导圆盘和超导环的四极阱、自给阱和环阱的产生过程。容易创建这些陷阱和低电流噪声的超导载流结构，使我们的方法有吸引力的设计原子芯片干涉仪和探针。
2012-01-14 cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Closed-Loop Dual-Atom-Interferometer Inertial Sensor with Continuous Cold Atomic Beams
本研究提出采用连续冷原子束的闭环双原子干涉仪惯性传感器，通过双路信号和差解耦加速度与转速，灵敏度较单干涉仪提升约1.86倍，实现了高稳定性的短 interrogation 时间惯性测量，为高数据率现场应用的原子惯性测量单元奠定基础。
2024-04-15 physics.atom-ph quant-ph
Bose-Einstein condensation in large time-averaged optical ring potentials
利用物质波的干涉测量是用于灵敏的重力测量、旋转感测和表面相互作用的测量的已建立的技术，但是紧凑的干涉仪将需要基于被捕获的几何形状的技术。在实现物质波干涉仪的一个步骤，在环形几何形状，我们生产了一个大的，光滑的环形陷阱的玻色-爱因斯坦凝聚体使用快速扫描的时间平均偶极电位。通过使用原子分布作为光强校正算法的输入来平滑陷阱势。展示了直径高达300 $μ$ m的光滑环。我们实验观察和模拟凝聚原子的分散在由此产生的潜力，具有良好的一致性作为陷阱平滑度的指示。根据飞行时间的扩展，我们观察到低能量的激发环，这有助于限制扫描电位技术的频率下限。由此产生的环势将作为一个波导的原子干涉和研究超流的应用。
2016-07-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coupled dynamics of atoms and radiation pressure driven interferometers
研究了原子被囚禁在腔中的驻波模中的端面镜的运动。原子和光场彼此强烈耦合，因为原子形成反射率可以相当高的分布式布拉格镜。我们分析了原子移动的偶极势如何由于原子的反作用而被修改。我们证明了原子的位置可以变成π。这些结果具有更一般的性质，可以应用于任何情况下，原子被困在一个光晶格内的一个腔，其中的原子对光场的反作用不能忽略。我们分析了绝热极限下耦合系统的动力学，在绝热极限下，光场瞬时地调整到原子和光场的位置，并且原子的移动速度比镜子快得多。我们计算了光通过腔的边带谱，并表明这些谱可以用来探测原子与镜的耦合运动。
2006-02-06 cond-mat.other physics.atom-ph physics.optics
Solitons in dipolar Bose-Einstein condensates with trap and barrier potential
研究了在具有势垒的陷阱势中，孤子在偶极BEC中的传播。孤子的传输，反射和分裂作为本地和偶极非本地相互作用之间的比率的函数的制度进行了分析和数值。观察到缺陷对孤子的相干分裂和融合。得到了分裂孤子融合的条件，并给出了由非局域偶极相互作用强度决定的离域跃迁。预测的现象可用于物质波分离器和使用物质波孤子的干涉仪的设计。
2012-02-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Experimental demonstration of shaken lattice interferometry
我们在实验上演示了一个振动晶格干涉仪。原子被囚禁在红失谐光晶格的布洛赫基态中。使用基于dCRAB算法的闭环优化协议，我们对晶格进行相位调制（摇动）以转换原子动量态。通过这种方式，我们实现了原子分束器，并建立了五个不同的询问时间$T_I$的干涉仪。振动晶格干涉测量的灵敏度显示为$T_I^2$，与模拟一致[1]。最后，我们表明，我们可以测量施加的信号的符号和优化的干涉仪中存在的偏置信号。[1]C. A. Weige，H.于河，巴西-地Kosloff和D. Z. Anderson，Phys. Rev. A 95，043624（2017）。
2018-01-28 physics.atom-ph quant-ph
Ramsey Atom Interferometry with Transverse Optical Modes
The Australian National University（澳大利亚国立大学）；Northrop Grumman Mission Systems（诺斯罗普·格鲁曼任务系统）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
利用超几何高斯光束的螺旋相位绕线实现拉姆齐干涉，测量旋转并表征热退相干，提出使用环形陷阱中的凝聚原子。
2026-10-27 physics.atom-ph quant-ph
Tracking Quantum State Collapse/Decoherence in Real Time via a Superposition Trap
本研究提出一种名为叠加阱的新方法，利用量子连续性方程约束相干叠加态、让坍缩/退相干态逃逸，通过监测泄漏实时探测坍缩动力学，还给出了锶原子干涉仪的实现方案，为检验坍缩模型等提供新实验途径。
2025-09-27 physics.atom-ph quant-ph
A steady-state magneto-optical trap with 100 fold improved phase-space density
我们演示了一个连续加载的$^{88}\mathrm{Sr}$磁光阱（MOT）与稳态相空间密度为$1.3(2) \times 10^{-3}$。这是两个数量级高于在以前的稳态MOT报告。我们的方法是通过一系列的空间分离的激光冷却阶段，然后捕获它们在一个MOT上操作的7.4 kHz的线宽Sr相互组合线使用混合较慢+MOT配置的原子流。我们还演示了生产的玻色-爱因斯坦凝聚体在MOT的位置，尽管存在的激光冷却光共振与30 MHz的线宽过渡用于最初慢原子在一个单独的室。我们的稳态高相空间密度MOT是一个很好的起点，连续原子激光器和死区时间自由原子干涉仪或时钟。
2018-03-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
