A modified Michelson interferometer type Raman laser system for atom interferometers
我们研制了一种改进的迈克耳孙干涉仪型喇曼激光系统，用于操纵冷~（87）Rb原子进行干涉。采用调频连续波技术来确定光程差，从而将其补偿为零，以最大限度地减少共模噪声的影响。在6.834 GHz处的拍频信号的线宽（半峰全宽）被测量到由频谱分析仪的分辨率带宽限制的1Hz。在166 MHz处测量的相位噪声的均方根相位方差为0.015 rad 2，这主要是由于我们的性能较差的射频微波源。经过适当的改进，我们计划将该激光系统应用于原子干涉仪，用于加速度和旋转测量。
2014-10-27 physics.app-ph physics.atom-ph
Impact of light shift inhomogeneities on the contrast of light pulse atom interferometers
Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université de Lille, LNE, CNRS（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，里尔大学，法国国家计量院，法国国家科学研究中心）；Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS-Université PSL, Collège de France（卡斯特尔-布罗塞尔实验室，索邦大学，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，法兰西学院）
该研究揭示了拉曼光束强度波动及光移不均匀性会导致光脉冲原子干涉仪对比度衰减，模拟结果与实验测量吻合，明确了强度波动的有害影响。
2026-09-02 physics.atom-ph
Phase shift in an atom interferometer induced by the additional laser lines of a Raman laser generated by modulation
将通过调制产生的拉曼激光用于光脉冲原子干涉仪允许具有更紧凑和鲁棒的激光系统。然而，产生的额外激光频率会干扰原子干涉仪。在本文中，我们提出了一个精确的计算相移所引起的附加激光频率。通过与原子重力仪实验测量结果的比较，验证了模型的正确性。相移测定的不确定性将我们的小型重力仪的精度限制在8.10^-8 m/s^2。我们表明，它是可能的，以减少相当大的这种不准确性，更好地控制实验参数或特定的干涉仪配置。
2012-05-03 physics.atom-ph quant-ph
Test of Equivalence Principle at $10^{-8}$ Level by a Dual-species Double-diffraction Raman Atom Interferometer
本文报道了利用同步$^{85}$ Rb- $^{87}$ Rb双粒子原子干涉仪对弱等效原理的改进检验。我们提出并实现了一种四波双衍射拉曼跃迁方案，并通过优化拉曼激光器的频率和强度比，证明了该方案对拉曼激光器共模相位噪声的抑制能力。Eötvös参数$η$的实验数据的统计不确定度为3200 s时的$0.8\times10^{-8}$。校正各种系统误差后，最终值为$η=(2.8\pm3.0)\times10^{-8}$。主要的不确定性归因于科里奥利效应。
2015-03-02 gr-qc physics.atom-ph
Asymmetric Mach-Zehnder atom interferometers
它表明，使用分束器与非相等的波矢量的结果在一个新的反冲图，这是定性地不同于众所周知的图与马赫-曾德尔原子干涉仪。我们预测了一种新的非对称马赫-曾德尔原子干涉仪（AMZAI），并研究了它在使用拉曼分束器时的情况。其主要特征是AMZAI的相位包含与反冲频率成比例的量子部分。在Raman-Nath近似下，提出并研究了一种测量反冲频率和精细结构常数的新方法。
2019-11-24 physics.atom-ph
Noise Resilience in a High-Bandwidth Atom Interferometer
本文在高带宽冷束原子干涉仪中实现592 Hz的亚询问时间k反转，结合非线性卡尔曼滤波后处理，显著抑制时变磁场噪声引起的相位误差，提升惯性传感的噪声鲁棒性。
2025-04-09 physics.atom-ph
Calibration of atomic trajectories in a large-area dual-atom-interferometer gyroscope
提出并论证了一种大面积双原子干涉仪陀螺中原子轨道的标定方法。通过调制和延迟拉曼跃迁来监测原子轨迹，并通过控制激光方向和偏置磁场来精确校准原子轨迹。为了提高原子干涉环对重力效应和公共相位噪声的免疫力，通过原子轨道的标定和拉曼激光器方向的对准，优化了两个大面积原子干涉环的对称性和重叠性.将双原子干涉仪陀螺应用于地球自转的测量。灵敏度为$1.2\times10^{-6}$ rad/s/ $\sqrt{Hz}$，长期稳定性为$6.2\times10^{-8}$ rad/s $@$ $2000$ s。
2017-11-16 physics.atom-ph
Impact of Raman lasers beam profile inhomogeneities on a spaceborne quantum accelerometer
Observatoire de Paris - Université PSL, Sorbonne Université, Université de Lille（巴黎天文台-巴黎文理研究大学，索邦大学，里尔大学）
本研究通过数值模拟与解析方法，分析了拉曼激光束轮廓不均匀性对星载量子加速度计干涉仪相位的影响，并证明采用高质量光学元件与大尺寸原子源可将相位误差降至约1毫弧度，对应低10⁻¹² m·s⁻²的加速度测量精度。
2026-09-11 physics.atom-ph
Multi-axis atom interferometer gyroscope with a single source of atoms
使用点源原子干涉技术，我们的特点的灵敏度的多轴陀螺仪的基础上自由空间拉曼询问的一个单一的冷原子源在玻璃真空室。该仪器同时测量拉曼激光束方向上的加速度和垂直于该方向的平面中的旋转矢量分量。我们表征的旋转矢量测量，这是0.033 $^{\circ}/\mathrm{s}$和0.27 $^{\circ}$与一秒的平均时间，分别为幅度和方向的灵敏度。通过增加拉曼询问时间，允许冷原子云进一步扩展，校正初始云形状的波动，以及减少技术噪声源，可以提高灵敏度。PSI技术测量平面内旋转矢量的独特能力可以允许原子干涉测量法的应用，例如跟踪旋转矢量的进动和陀螺罗盘。
2018-12-01 physics.atom-ph
Sensitivity limits of a Raman atom interferometer as a gravity gradiometer
我们评估了双云原子干涉仪测量重力垂直梯度的灵敏度。我们研究了最相关的实验参数对噪声和长期漂移的影响。结果也适用于当地源质量的引力信号的双差分测量的情况下。我们实现了3*10^（-9）g/Hz^（-1/2）的短期灵敏度，以差分重力加速度，由仪器的量子投影噪声的限制。对最关键参数的主动控制允许在8000 s后对重力加速度差的测量达到5*10^（-11）g的分辨率。长期稳定性与在约100小时的积分时间后在10^（-4）水平上测量引力常量G是相容的。
2013-12-13 physics.atom-ph quant-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
Closed-loop measurements in an atom interferometer gyroscope with velocity-dependent phase-dispersion compensation
本文提出利用Raman光双光子失谐产生伪旋转效应，补偿原子束中速度相关的Sagnac相位色散，并通过双反向原子束零相位差点实现闭环角速度测量。
2025-01-15 physics.atom-ph
Splitting the Raman beamsplitter
我们提出了一种原子干涉技术，其中分束器分为两个单独的操作。微波脉冲首先产生自旋态叠加，然后光学绝热通道在空间上分离该叠加的臂。尽管在小（$600 \, μ$ m）干涉测量光束中使用热原子样品，但是该过程提供了每$\hbar k$动量分离的$99\%$的效率。利用这一效率，我们首先证明干涉与高达$16\hbar k$动量分裂和自由落体有限的询问时间。然后，我们实现了一个单源梯度计，其中两个干涉仪测量的相对相位来自同一个原子波函数。最后，我们展示了一个共振干涉仪与超过100绝热通道，从而超过$ 400 \hbar k$总动量转移。
2018-03-24 physics.atom-ph
Self-Alignment of a Large-Area Dual-Atom-Interferometer Gyroscope Using Parameter Decoupled Phase Seeking Calibrations
我们实现了一个马赫-曾德尔型双原子干涉仪陀螺仪，具有一个40厘米长的询问臂和干涉面积达1.2厘米$^2$。通过补偿重力效应后寻找Ramsey-Bord $\acute{e}$干涉仪的相位交叉点，并通过解耦速度相关的串扰相移，实现了大尺度分离拉曼激光器的精确角度对准，并应用于马赫-曾德尔原子干涉仪的搭建。然后，通过对大尺度分离拉曼激光器的精确对准，实现了基于双大面积马赫-曾德尔原子干涉仪的小型惯性旋转传感器，在保持相干性的同时差分抑制了共噪声。该传感器的灵敏度为$1.5\times10^{-7}$ rad/s/Hz $^{1/2}$，在23000 s时的稳定性为$9.5\times10^{-10}$ rad/s。绝对旋转测量是通过调节原子速度来实现的，这与调制标度因子相对应。
2022-01-25 physics.atom-ph
An N-atom Collective State Atomic Interferometer with Ultra-High Compton Frequency and Ultra-Short de Broglie Wavelength, with root-N Reduction in Fringe Width
我们描述了一个集体态原子干涉仪（COSAIN）的信号条纹作为一个函数的相位差或旋转缩小$\sqrt{N}$相比，传统的干涉仪- $N$是原子的数量-没有纠缠。这种效应源于集体态之间的干涉，是$N=10^6$和$v = 300 m/s$在康普顿频率为10兆赫兹或德布罗意波长为10阿托米处干涉的表现。感兴趣的集体状态的布居由零测量方案检测，其中对应于零光子的检测的事件对应于处于该特定集体状态的系统。通过收集斯托克斯光子的受激拉曼散射的荧光来检测信号，斯托克斯光子主要逆着探测光束的方向发射，以获得足够高的共振光密度。发现理想COSAIN的灵敏度由标准量子极限给出。然而，当考虑到检测效率和收集效率时，与采用荧光检测的典型常规拉曼原子干涉仪相比，COSAIN的检测方案显著提高了检测的量子效率，从而产生稳定性的净改善，其为$10$的倍数。我们讨论了如何从实验参数的不均匀性所产生的不均匀性影响COSAIN信号。我们还描述了一个替代的实验方案，以提高共振光密度在COSAIN通过使用交叉线偏振反向传播拉曼光束。
2015-11-11 physics.atom-ph
Influence of lasers propagation delay on the sensitivity of atom interferometers
在基于双光子跃迁的原子干涉仪中，由于激光束路径的不同而引起的延迟使得干涉仪对激光频率的波动非常敏感。我们首先研究，在一般情况下，激光频率噪声如何影响干涉仪测量的性能。我们的计算进行了比较与我们的冷原子重力仪的基础上受激拉曼跃迁的测量。最后，我们将这项研究的情况下，冷原子梯度计。
2007-01-02 physics.atom-ph
Multi-axis Accelerometry and Rotation Sensing using a Point Source Atom Interferometer
点源原子干涉仪（PSI）是一种通过在表现为近似点源的冷原子云膨胀期间施加拉曼脉冲的时间序列来分裂和重组原子的装置。与传统的光脉冲原子干涉仪不同，PSI可以产生仅对应于多轴旋转的信号，而与加速度无关。此外，它还可用于测量沿一个方向的加速度，与旋转无关。在这里，我们描述了一个修改后的PSI，可用于测量多轴旋转和多轴加速度。具体而言，这种类型的PSI可以用于测量围绕垂直于光脉冲的方向的双轴旋转，以及在所有三个方向上的加速度，只有一对拉曼光束。利用两对相互正交的拉曼光束，可以实现一个完整的原子干涉惯性测量装置。
2022-03-25 physics.atom-ph quant-ph
Atom interferometer as a selective sensor of rotation or gravity
在地球重力和重力梯度力，离心力和科里奥利力引起的地球自转的存在下，时域原子干涉仪的相位计算精度高达与脉冲之间的时间间隔的第四度成比例的条款。我们考虑了双环原子干涉仪，找到了适当的条件，以消除其对加速度的敏感性，以获得原子陀螺仪，或消除对旋转的敏感性，以提高原子重力仪的精度。这些干涉仪的连续使用允许测量加速度和旋转频率在垂直于重力加速度的平面上的投影的所有分量。提出了在非对向传播光场驱动的拉曼跃迁中原子干涉的概念，以排除影响原子陀螺精度的受激回波过程。利用非对向传播光场可以得到一种新的Ramsey条纹，这种条纹产生于单向拉曼脉冲中，并因此以两量子线中心为中心。Wigner表示中的密度矩阵用于执行计算。结果表明，在非惯性系中，对于具有完全量子化空间自由度的原子，在脉冲间隔时间内，该密度矩阵服从经典Liouville方程。
2006-08-22 physics.atom-ph
Optimal Control Design of Robust Raman Pulses for High-Fidelity Cold-Atom Interferometry
Jilin University, College of Instrumentation and Electrical Engineering（吉林大学仪器科学与电气工程学院）
研究针对拉曼激光场缺陷限制冷原子干涉仪性能问题，提出可重复框架比较Krotov、GRAPE和CRAB三种方法，通过有效二能级模型及相关设置进行实验，得出不同方法的误差和对比度等结果，建立了权衡的可重复比较。
2026-07-13 physics.atom-ph
Fine-structure Raman interferometry with metastable barium for magnetically resilient inertial sensing
Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）；Institute of Integrated Research, Institute of Science Tokyo（东京科学大学综合研究学院）；Product Development Center, Japan Aviation Electronics Industry, Ltd.（日本航空电子工业有限公司产品开发中心）
本研究提出基于钡亚稳态精细结构跃迁的拉曼原子干涉仪，大幅降低二次塞曼灵敏度，放宽磁场控制要求，实验实现钡亚稳态间马赫-曾德尔干涉，为抗磁干扰的惯性传感提供关键方案。
2026-10-15 physics.atom-ph
Mapping the absolute magnetic field and evaluating the quadratic Zeeman effect induced systematic error in an atom interferometer gravimeter
精确地计算二次塞曼效应引起的系统误差对研制原子干涉仪以达到该量级的精度是很重要的。本文报道了基于拉曼光谱的磁场测量的实验研究和二次塞曼效应引起的重力原子干涉仪（GAIN）系统误差的估算。讨论了喇曼持续时间和频率步长对磁场测量不确定度的影响，给出了矢量光移（VLS）和张量光移（TLS）引起的磁场测量偏差，测量了GAIN干涉仪腔内的绝对磁场，空间分辨率为12.8 mm，测量不确定度为0.72 nT，并对GAIN二次塞曼效应引起的重力测量误差进行了评估如.本文所述方法对于精确绘制真空中的绝对磁场和减小基于拉曼跃迁的精密测量（如原子干涉重力仪）中二次塞曼效应引起的系统误差具有重要意义。
2018-05-15 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Mach-Zehnder atom interferometer. Quantum and Doppler corrections caused by the finite pulses' durations
提出了一种研究原子与啁啾拉曼脉冲相互作用的新方法。当脉冲具有足够接近的有效波长时，其小于原子云尺寸，导出了Wigner表示中原子密度矩阵的矩阵元族的方程。的解决方案，涉及线性（在脉冲持续时间）的相位校正，得到的矩形脉冲。计算了原子激发的干涉部分。
2019-01-06 physics.atom-ph
A compact dual atom interferometer gyroscope based on laser-cooled rubidium
我们提出了一种紧凑和便携式惯性传感器的旋转和加速度的精确传感。该传感器由双马赫-曾德尔型原子干涉仪和激光冷却的$^{87}$ Rb组成。拉曼过程被用来相干操纵物质波。我们描述和表征的实验装置。本文提出并研究了一种从紧凑几何结构过渡到具有三个独立原子-光相互作用区的扩展干涉仪的方法。扩展的几何形状将使灵敏度提高两个数量级以上，这是实现比$10^{-8} $ rad/s/ $\sqrt{\rm Hz}$更好的灵敏度所必需的。
2008-06-05 physics.atom-ph
Suppression of Coriolis error in weak equivalence principle test using ^[85]Rb-^[87]Rb dual-species atom interferometer
科里奥利效应是利用原子干涉仪验证弱等效原理的一个重要误差源。本文从理论和实验两方面对WEP测试中的科里奥利误差问题进行了研究。在理论仿真中，通过建立误差模型来分析科里奥利效应。计算了原子云水平速度差、水平位置差、探测器水平位置差、拉曼激光器反射镜旋转补偿等实验参数对WEP实验中Eotvos系数（eta）测量误差的影响。在实验研究中，通过优化实验参数，将Rb-85和Rb-87原子云的位置差减小到0.1mm，并采用交替探测的方法来抑制探测位置差带来的误差，从而将与原子云和探测器有关的科氏误差消除到1.1E-9。通过对拉曼激光器反射镜旋转的补偿，进一步校正了哥氏误差，使哥氏效应引起的η测量总不确定度降低到4.4E-11。
2020-05-25 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
Atom Optics for Multidimensional Raman Interferometry
A-Knows Lab, State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, Department of Precision Instruments, Tsinghua University（清华大学精密仪器系精密测量技术与仪器全国重点实验室A-Knows实验室）；The Key Laboratory of Quantum Precision Measurement of Zhejiang Province, School of Physcis and Optical Engineering, Zhejiang University of Technology（浙江工业大学物理与光学工程学院浙江省量子精密测量重点实验室）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）
本文发展了动量基矢理论框架，用于二维拉曼相互作用，分析多维拉曼动力学，并通过冷原子喷泉干涉仪实验验证了理论，对比度达14.8%。
2026-06-16 physics.atom-ph
Exact Semiclassical Phase Shifts for Relativistic Atom Interferometers in Flat Spacetime
Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
研究平坦时空中相对论原子干涉仪相移，通过半经典近似推导多种脉冲序列精确表达式，计算了时钟和拉曼或布拉格干涉仪的精确相移，为测量相对论效应提供了新的理论支持。
2026-07-14 physics.atom-ph
Rabi oscillation induced $π$-phase flip in an unbalanced Ramsey atom interferometer
在非平衡Ramsey原子干涉仪中，我们观测到了由Rabi振荡引起的零到$π$的相位翻转。通过调制拉曼激光器的偏振态或脉宽，对相移和可见度进行了实验研究，并用理论模型进行了解释。在原子干涉仪中，$π$相位翻转不仅由拉比频率的符号引起，而且还由拉比振荡引起。考虑到$π$相位翻转，本文提出了一种复合光脉冲序列，用于实现大动量转移分束器和反射镜，在冷原子干涉仪的研制中，这种分束器和反射镜对外界相位噪声具有很强的免疫力。
2016-07-04 physics.atom-ph
Influence of chirping the Raman lasers in an atom gravimeter: phase shifts due to the Raman light shift and to the finite speed of light
本文分析了喇曼激光频移对喇曼型原子重力仪相位的影响。频率啁啾被施加到拉曼激光器，以补偿重力并确保拉曼脉冲在干涉仪期间的共振。我们表明，当这种啁啾仅施加到两个拉曼激光器之一时，拉曼光频移的变化足以使重力测量偏置$μ$ Gal的一部分（$1~μ$ Gal~=~ $10^{-8}$ ~m/s $^2$）。我们还表明，这种效果是不补偿时，平均在两个方向的拉曼波矢量$k$。因此，这构成了对$k$逆转技术的排斥效率的限制。我们的分析使我们能够将这种效应与有限光速的效应分开，我们发现这与预期值完全一致。这项研究突出了对称啁啾的两个拉曼激光器的好处。
2015-10-16 physics.atom-ph
A Cold Atomic Beam Interferometer
我们演示了一个原子干涉仪，它使用了一束速度为10- 20 m/s的$^{87}$ Rb原子的激光冷却连续光束。用空间分离的拉曼光束相干操纵原子波包，观察马赫-曾德尔干涉条纹在2L = 19毫米的干涉距离。该装置在一个小的封闭区域内操作的0.07毫米$^2$在带宽为190赫兹与推导的灵敏度为$7.8\times10^{-5}$ rad/s/ $\sqrt{Hz}$旋转。在原子干涉仪中使用低速连续原子源可以实现高采样率和带宽，而不会牺牲灵敏度和紧凑性，这对于实际动态环境中的应用非常重要。
2014-11-08 physics.atom-ph
Velocity-dependent phase shift in a light-pulse atom interferometer
原子干涉术依赖于原子波包的分离和复合。当两条光路在干涉仪末端完全重合时，相位对原子速度分布不敏感。在这里，我们表明，当使用拉曼跃迁进行分离和重组时，由于光脉冲期间的相移，原子波包存在位移。由于原子所看到的激光强度的变化，这些位移的抵消是不完美的。在干涉仪上观察到的速度相关相移是这种效应的特征，它已经被建模。由于我们已经识别出的特征，我们能够通过在干涉仪期间应用激光功率斜坡来补偿这种效应，以减轻强度变化。
2020-06-25 physics.atom-ph
A compact micro-wave synthesizer for transportable cold-atom interferometers
我们提出了一种紧凑的微波频率合成器的实现原子干涉仪的基础上受激拉曼跃迁，应用于可移动的惯性传感。我们的设置旨在解决铷87原子在6.8 GHz的超精细跃迁。通过与LNE-SYRTE开发的最先进的频率基准进行比较，在时域和频域对原型进行了评估。在自由运行模式下，它在10 Hz偏移频率下的残余相位噪声电平为-65 dBrad$^2.Hz^{-1}，在10 kHz以上傅立叶频率下的白相位噪声电平为-120 dBrad^2.Hz^{-1}。在不同的循环时间、询问时间和拉曼脉冲宽度下，分析了相位噪声对原子干涉仪灵敏度的影响。据我们所知，所产生的贡献是远低于任何证明冷原子惯性传感器的灵敏度的基础上受激拉曼跃迁。在尺寸、简单性和功耗方面的大幅改进为现场和移动操作铺平了道路。
2014-06-11 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Magic Velocity Selection in Atom Interferometry
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
该研究针对原子干涉仪中速度与位置相关性导致的系统误差，确定了速度选择的“魔术”失谐，可抑制约10毫弧度的系统相位偏移，助力实现十亿分之一精度的高分辨率原子干涉测量。
2026-08-24 physics.atom-ph
Optimized Raman pulses for atom interferometry
我们提出了反射镜和分束器脉冲的设计，提高原子干涉的保真度，并增加其系统的不均匀性的容忍度。这些设计的实验证明与冷热样品的$^{85}$ Rb原子。我们首先展示了一种受激拉曼反转脉冲设计，与传统的75（3）%的$π$脉冲效率相比，该设计实现了99.8（3）%的基态超精细态转移效率。这种反转脉冲对于激光强度和失谐的变化是鲁棒的，在失谐时保持90%的传递效率，对于失谐，$π$脉冲保真度低于20%，因此适合于使用热原子或在非理想环境中操作的大动量传递干涉仪。然后，我们扩展我们的优化马赫-曾德尔原子干涉仪序列的所有组件，并表明，与一个高度不均匀的原子样品的条纹可见度增加了三倍，使用传统的$π$和$π/2$脉冲。
2019-12-10 physics.atom-ph quant-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
Proof-of-principle demonstration of vertical gravity gradient measurement using a single proof mass double-loop atom interferometer
我们证明了直接地球重力梯度测量与原子干涉仪为基础的重力梯度仪，使用一个单一的冷87铷原子质量的原则证明。原子梯度计被实现在所谓的双环配置中，因此提供直接重力梯度相关相移不敏感的直流加速度和恒定的旋转速率。原子干涉仪（AI）可以作为重力仪或梯度仪操作，只需添加一个额外的拉曼$π$ -脉冲。我们演示了重力梯度测量，第一次使用振动隔离平台，第二次不使用地震隔离，使用AI信号和振动信号之间的相关性测量的辅助经典加速度计。实验装置的简单性（单个原子源和独特的检测）以及AI对旋转引起的对比度损失的免疫力，使其成为机载重力梯度测量的良好候选者。
2018-10-14 physics.atom-ph
Error analysis in large area multi-Raman pulse atom interferometry due to undesired spontaneous decay
本研究针对多拉曼脉冲原子干涉仪中非期望自发衰变导致的误差，建立开放量子系统模型并提出误差品质因数，发现误差随脉冲数先按N_R^{-2}下降后单调上升，并给出最优脉冲数。
2024-03-13 physics.atom-ph quant-ph
Fast determination of the tilt of Raman lasers using the tilt-scanned fringe for atom gravimeters
提出利用倾斜扫描条纹快速测定原子重力仪中拉曼激光倾斜的方法，在13秒测量周期内实现约30微弧度精度，测量时间缩短一个数量级以上。
2024-12-19 physics.app-ph physics.atom-ph
Development of a compact high-resolution absolute gravity gradiometer based on atom interferometers
我们提出了一个紧凑的高分辨率重力梯度计的基础上双Rb-85原子干涉仪使用受激拉曼跃迁。在体积小于100升的传感器头中实现基线L= 44.5cm和询问时间T=130 ms。实验参数进行了优化，以提高短期的灵敏度，而拒绝算法依赖于拉曼波矢量的反演实现，以提高长期的稳定性。经过17000 s的平均时间后，获得了104 μrad的相位分辨率，相当于0.86E的重力梯度分辨率。据我们所知，这是迄今为止紧凑程度最高的亚E原子重力梯度仪。在对由光移、剩余塞曼位移、科氏力效应和自吸引效应引起的系统误差进行了估算和修正后，该仪器作为绝对重力梯度仪，测得局部重力梯度为3114（53）E。
2022-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Real-time phase control methods for cold-atom interferometry
Observatoire de Paris（巴黎天文台）；Université PSL（巴黎文理研究大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；Université de Lille（里尔大学）；LNE（法国计量实验室）；CNRS（法国国家科学研究中心）
本文提出两种实时惯性相位补偿方法，通过回反射镜位置或拉曼激光频率跃迁实现，与光学相位跃迁方法性能相当，拓展了其在空间应用中的用途。
2025-12-22 physics.atom-ph
A phase shift formulation for N-light-pulse atom interferometers: application to inertial sensing
我们报告的N光脉冲原子干涉仪的相移的原始和简单的配方。我们认为原子干涉仪的基础上双光子跃迁（拉曼跃迁或布拉格脉冲）。从原子光学ABCD形式得到的精确解析相移公式出发，利用原子波包位置关于初始条件的时间幂级数展开。这种扩展的结果导致干涉仪相移的公式化，其中在脉冲之间的时间间隔T中的相位项中的前导系数直到T^k依赖性（k >= 0）可以简单地表示为范德蒙矩阵与表征干涉仪的双光子脉冲序列的矢量之间的乘积。相移的这种简单系数依赖性很好地反映了原子干涉仪在多重重力惯性效应存在下对特定惯性场的灵敏度。因此，我们表明，这种配方是非常适合的选择性原子传感器的加速度，旋转，或光子反冲时，可以通过简单地归零一些特定的系数。我们给出了我们的公式的理论应用的光子反冲测量。
2017-01-17 physics.atom-ph
Velocimetry of cold atoms by matterwave interferometry
我们提出了一个优雅的应用程序的物质波干涉冷原子的测速，从而在类比傅里叶变换光谱，1-D的速度分布是明显的干涉仪输出的频域。利用超精细基态之间的受激喇曼跃迁进行三脉冲干涉，测量了温度为33 $μ$ K和17 $μ$ K的自由膨胀$^{85}$ Rb原子云的速度分布。作为时间不对称性的函数的干涉仪输出的正交测量产生具有良好保真度的速度分布。我们的技术，这是特别适合于超冷样品，与传统的多普勒和飞行时间技术相比，并揭示了标准拉曼多普勒方法中的文物。该技术涉及到，并提供了一个概念基础，干涉物质波加速测量，重力测量和旋转传感。
2019-02-20 physics.atom-ph quant-ph
Characterization of an atom interferometer in the quasi-Bragg regime
我们提供了一个全面的研究超冷原子衍射的光晶格。我们专注于拉曼-纳特和布拉格政权之间的中间政权，所谓的准布拉格政权。实验结果与对薛定谔方程的全数值积分结果符合得很好。我们调查的长脉冲制度限制了一个强大的速度选择和短脉冲制度限制了非绝热损失。对于这些制度，我们估计的布拉格干涉仪的多端口功能。最后，我们讨论了这两个制度之间的最佳折衷，考虑到衍射相移和寄生干涉仪的存在。
2022-03-03 physics.atom-ph quant-ph
Sequantial large momentum transfer exploiting rectangular Raman pulses
本研究提出将矩形拉曼脉冲用于序列大动量转移技术，推导了相关相位效应与修正，证实其小参数远优于布拉格体系，可验证原子质心运动量子化，为精密原子干涉测量提供新方案。
2023-12-16 physics.atom-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
Diffraction of a CW atom laser in the Raman-Nath regime
原子干涉测量是精密计量中最成功的技术。然而，目前使用超冷原子的干涉仪只允许人们暂时探测干涉图案，并且具有有限的占空比，导致混叠效应和低带宽测量-也称为迪克效应。连续波原子激光干涉测量显示出克服这些限制的希望，由于连续监测的干涉图案。在这项工作中，我们展示了一个关键的一步，这样的干涉表明衍射的“原子激光”在拉曼-纳特制度。我们从$^{87}$ Rb玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中耦合出一束连续的相干原子束，最长可达400 ms。“原子激光”与远失谐激光的驻波形成的光栅相互作用。原子激光衍射成几个级，最高达9 $^{th}$级或最高达$\pm 18\ \hbar k$的动量。对不同条件下的原子激光衍射进行了表征，结果与数值模拟相符。这样的原子激光器将允许构造原子干涉仪，以连续探测物理现象，直到几百毫秒的量级。
2018-02-17 physics.atom-ph quant-ph
de-Broglie Wavelength Enhanced Weak Equivalence Principle Test for Atoms in Different Hyperfine States
报道了一种与超精细态相关的弱等效原理（WEP）检验方法，用于在单原子干涉仪中寻找可能的WEP破坏信号。利用Raman马赫-曾德尔干涉仪（MZI）对$^{87}$ Rb原子的基态超精细态$\left|F=1\right\rangle$和$\left|F=2\right\rangle$进行不同路径的扫描，将原子在两个超精细态的自由降落加速度之差编码到MZI的相移中，产生WEP测试信号.通过反转拉曼激光器的有效波矢量的方向，可以提取出测试信号，以抑制方向相关的干扰。更重要的是，我们的方案可以利用冷原子的de-Broglie波长来增强测试信号，这有助于将不同超精细态原子的WEP测试上限提高到$2.9\times10^{-11}$，比以前的记录低一个数量级。
2022-10-18 physics.atom-ph
Zero-velocity atom interferometry using a retroreflected frequency chirped laser
利用受激喇曼跃迁的回射原子干涉术具有相位噪声低、喇曼波前质量高、实验装置简单等优点，是高精度测量的首选方法。然而，它不能用于零速度的原子，因为两对拉曼激光器同时共振。在这里，我们报告了一种方法，它允许解除这种简并通过使用频率啁啾的拉曼激光器。利用这种技术，我们实现了马赫-曾德尔原子干涉仪与力平衡加速度计的杂交，它提供了短期灵敏度为$3.2\times 10^{-5}$ m.s $^{-2}$ / $\sqrt{Hz}$的水平加速度测量。我们在实验的精确度水平上检查这种方法引起的偏差的存在。这种技术可用于微重力环境中的多轴惯性传感器、倾斜仪或原子干涉测量法。
2019-07-09 physics.atom-ph
Interferometric laser cooling of atomic rubidium
利用基于Ramsey物质波干涉的速度依赖性光学力，研究了$^{85}$ Rb原子的一维冷却.利用基态超精细态之间的受激拉曼跃迁，12个周期的干涉仪序列将自由移动的原子云从$21~μ$ K冷却到$3~μ$ K。这种连续波多普勒冷却的脉冲模拟在温度下降到反冲极限时是有效的;通过增加脉冲来增加干涉仪面积，它应该比传统方法更快地冷却，并且更适合于缺乏封闭辐射跃迁的物种。
2015-04-22 physics.atom-ph
Highly stable modular-assembled laser system for a dual-atom-interferometer gyroscope
针对原子干涉陀螺仪激光系统热稳定性差的问题，提出一种基于光纤激光器和全石英连接光学模块的紧凑型模块化激光系统，实现高功率、频率和偏振稳定性，并在5-50°C范围内验证了陀螺仪条纹对比度，推动了原子干涉传感器的现场应用。
2024-11-19 physics.atom-ph
Wavefront Mapping for Absolute Atom Interferometry
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
通过在马赫-曾德原子干涉仪中测量干涉仪相位，研究波前偏置的校正方法，降低重力加速度测量的系统误差。
2026-04-10 physics.atom-ph
Atom Interferometry with the Rb Blue Transitions
本文提出基于Rb蓝光跃迁的原子干涉测量新方案，相比红外跃迁将干涉相位提升约2倍，并实现高稳定度的重力梯度测量，适用于高精度实验如测定牛顿引力常数。
2023-07-28 physics.atom-ph
In-situ probing and stabilizing the power ratio of electro-optic-modulated laser pairs based on VIPA etalon for quantum sensing
在小型电光调制全光纤激光器系统日益普及的情况下，监测和稳定激光对的功率比对于高精度原子干涉仪具有重要意义。在这封信中，我们展示了一种新的方法来原位探测激光对的相对功率，并使用高色散虚拟成像相控阵（VIPA）标准具来稳定两个拉曼激光器的功率比。在原子干涉仪序列中探测激光功率转换的分辨率达到亚微秒级，两台拉曼激光器的功率比（PRTR）在高带宽下被锁定，在1000 s平均时间下的Allan偏差为$4.39\times 10^{-5}$。该方法为稳定PRTR和诊断原子干涉仪的多频激光系统提供了一种新的方法，并在广泛的量子传感应用中具有潜在的应用前景。
2022-03-18 physics.atom-ph physics.optics
Double diffraction in an atomic gravimeter
我们展示了一个新的方案的实现冷原子重力测量的基础上使用的双衍射分束器最近在\cite{Leveque}，其中使用两个回射拉曼光束允许对称衍射$\pm \hbar k_{eff}$动量的证明。虽然在原则上限于零多普勒频移的情况下，两对拉曼光束同时共振，我们证明，这样的衍射脉冲可以保持有效的原子与非零速度，如在重力仪，当调制的频率的两个拉曼激光源之一。我们使用这样的脉冲来实现对激光相位噪声和一些主导系统不敏感的干涉仪。这降低了技术要求，并将允许实现一个简单的原子重力仪。我们证明了$1.2\times10^{-7}g$每次拍摄的灵敏度。
2009-11-21 physics.atom-ph
