光移不均匀性对光脉冲原子干涉仪对比度的影响

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我们研究了原子干涉仪中，当增加拉曼镜像脉冲的持续时间时对比度的损失，发现对比度衰减率随干涉仪持续时间增加而增大。我们将该效应归因于拉曼光束上的强度横向空间波动，以及由相关光移不均匀性诱导的退相。基于含噪声合成拉曼光束传播的模拟表明，在镜像脉冲时，对比度衰减率随波包间距增大而增加，直到两个波包间的强度波动完全去相关时达到渐近极限。最后，基于具有实测强度波动的拉曼光束传播的模拟，预测的对比度损失率与我们的测量结果一致，证实了干涉仪激光光束上的强度波动对干涉仪对比度的有害作用。

英文摘要

We study the loss of the contrast in an atom interferometer when increasing the duration of Raman mirror pulses, and find the contrast decay rate to increase with the interferometer duration. We attribute this effect to the transverse spatial fluctuations of the intensity across the Raman beams, and to the dephasing induced by the associated light shifts inhomogeneities. Simulations based on the propagation of noisy synthetic Raman beams show that the contrast decay rate increases with the distance between the wavepackets at the mirror pulse, before reaching an asymptotic limit when intensity fluctuations between the two wavepackets become completely decorrelated. Finally, simulations based on the propagation of Raman beams having their measured intensity fluctuations predict contrast loss rates consistent with our measurements, confirming the detrimental role for the interferometer contrast played by intensity fluctuations across the interferometer laser beams.

发表机构

• 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）

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