Matter-wave beam splitter on an atom chip for a portable atom-interferometer
我们在原子芯片上用~（87）Rb玻色-爱因斯坦凝聚体制作了一个物质波分束器。通过使用射频诱导的双阱势，我们能够将BEC分裂成两个云，分离距离从2.8 μm到57 μm。这两个自由膨胀的BEC之间的干扰已被观察到。通过改变射频场的振幅、频率或偏振态，我们研究了分束器的行为。从实际应用的角度来看，我们的BEC操作系统是适合应用于干涉测量，因为它是紧凑的，由于在真空室上的阳极键合原子芯片的重复率高。该便携式系统占用0.5 m3的体积，并以高达~0.2 Hz的重复频率工作。
2016-01-26 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Coriolis Force Compensation and Laser Beam Delivery for 100-Meter Baseline Atom Interferometry
针对长基线原子干涉测量，提出科里奥利力补偿新方法，通过调节光束枢转角度确保原子与光束对齐，并设计激光传输系统以克服光纤非线性限制，用于MAGIS-100。
2023-11-09 physics.atom-ph
Influence of optical aberrations in an atomic gyroscope
在基于光致衍射的原子干涉测量中，激光分束器的光学像差是噪声和系统效应的主要来源。在原子陀螺仪中，这种效应通过使用两个原子源而显著减小。但它仍然是关键的，而耦合到原子轨道的波动，并出现作为一个主要的噪声源的长期稳定性。因此，我们在我们的设置中测量这些贡献，使用冷铯原子和受激拉曼跃迁。
2005-07-07 physics.atom-ph
Microwave-dressed state-selective potentials for atom interferometry
我们提出了一种新的和强大的技术来实现一个光束分离器的捕获玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。该方案依赖于两个内部原子态同时产生不同势的可能性。原子通过两个长寿命内部态之间的拉比耦合从单阱势相干转移到双阱。我们提出的数值模拟支持我们的建议，并确认良好的效率和保真度的传输过程与现实的数字为$^{87}$ Rb的BEC。我们讨论的实验实施建议状态选择微波势作为一个理想的工具，被利用磁囚禁原子。该技术的工作原理在我们的原子芯片器件上进行了测试，该器件具有集成的共面微波波导。特别是，第一次实现的双阱势，通过使用微波修整场的报告。实验结果与数值模拟，显示出良好的一致性。同时和独立的控制外电位也证明了在两个铷时钟状态。描述了单阱和双阱两种态之间的转移过程，并测量了双阱中原子的能谱。我们的结果表明，两个状态之间的空间重叠是至关重要的，以确保分束器的功能。即使在我们目前的设置中无法实现这种条件，所提出的技术可以实现与当前最先进的设备特别适合于原子芯片实验。我们预期在量子增强干涉测量中的应用。
2015-03-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Closed-loop dual-channel atomic beam interferometry beyond the half-fringe limit
Tsinghua University（清华大学）；State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments（精密测量技术与仪器国家重点实验室）；Beijing Institute of Aerospace Control Devices（北京航天控制器件研究所）；Tianjin Key Laboratory of Quantum Precision Measurement Technology（天津量子精密测量技术重点实验室）；Zhejiang University（浙江大学）；College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University（浙江大学光学工程）
本文提出闭环双通道原子束干涉仪，通过分离反馈控制加速和旋转相位，克服半条纹限制，实现高对比度的旋转和加速度测量。
2026-03-16 physics.atom-ph
Design and Fabrication of a Chip-based Continuous-wave Atom Laser
我们提出了一种设计的连续波（CW）原子激光器的芯片，并描述了用于制造该设备的过程。我们的设计目标是将基态Rb原子的四极磁导向与连续表面吸附蒸发冷却相结合，形成连续的玻色-爱因斯坦凝聚体，凝聚体中的外耦合原子将实现连续原子激光。我们选择了一种几何形状，在硅衬底上嵌入了三根螺旋形的导线。该导向器具有集成螺线管，以减轻自旋翻转损耗并提供定制的纵向磁场。我们的设计还包括原子干涉测量的多个选项：为激光生成的原子法布里-珀罗和马赫-曾德尔干涉仪提供住宿，并为全磁原子马赫-曾德尔设置引入一对原子束X分束器。我们展示了使用现有的微米和纳米级制造设备制造我们的设备所需的技术，并讨论了未来的修改设计和制造工艺的选择。
2012-02-02 physics.atom-ph
Atomic quasi-Bragg diffraction in a magnetic field
本文报道了一种新的原子束相干分裂技术，它能使原子束的分裂角容易调节。在我们的实验中，|在均匀磁场作用下，由σ^+和σ^-偏振激光束反向传播形成的偏振梯度光场激发{1 s2 s}^3S_1 M=1>态。在近绝热状态下，能量守恒允许磁能和动能之间的共振交换。因此，|M=0>或|通过调节磁场可以自由选择原子的有序度。我们目前的实验结果高达6级衍射（24 \hbar k动量分裂，即，2.21 m/s的横向速度），并提出了一个简单的理论模型，强调与传统的布拉格散射的相似性。该器件构成了一种灵活的、可调的、大角度的、三路相干原子分束器，在原子光学和原子干涉测量中具有许多潜在的应用。
2008-11-20 physics.atom-ph
