冷原子物质波干涉仪的应用

原子干涉仪可以获得比传统光学干涉仪更复杂的干涉信息,冷原子具有很小的速度及速度分布,拥有足够长的相干时间,使得基于冷原子干涉仪的测量仪器具有很高的灵敏度,被广泛应用于精密测量领域。自利用脉冲激光的拉曼干涉仪搭建成功后,随着冷原子相关操控技术的发展成熟,基于冷原子干涉仪的重力仪、重力梯度仪都取得了一定的进展,本文综合了近年来国内外相关文献成果并给出了总结与思考。     

冷原子干涉仪及空间应用

原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,冷原子具有很小的速度和速度分布以及良好的相干性,因而冷原子干涉仪具有很高的灵敏度.文章介绍了原子干涉仪的基本物理原理、国内外研究进展、原子干涉仪实现方案及其在精密测量和空间科学领域中的应用.     

冷原子干涉仪及空间应用

原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,冷原子具有很小的速度和速度分布以及良好的相干性,因而冷原子干涉仪具有很高的灵敏度.文章介绍了原子干涉仪的基本物理原理、国内外研究进展、原子干涉仪实现方案及其在精密测量和空间科学领域中的应用.     

冷原子干涉仪探测激光功率稳定系统实验研究

为降低探测激光功率抖动对高精度冷原子干涉仪测量结果的影响,以声光调制器作为激光强度反馈媒介,采用混频器对声光调制器驱动射频功率进行控制,搭建了用于冷原子干涉仪探测激光脉冲的功率稳定系统,实现了冷原子干涉仪探测过程中激光脉冲的快速功率稳定.功率稳定后,激光脉冲的功率稳定建立时间达到μs量级,功率稳定度优于2.11×10-...     

冷原子干涉仪及其应用

1前言原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,其原理类似于光学中著名的杨氏双缝干涉仪,如图1所示.由于温度极低的冷原子物质波具     

冷原子干涉仪囚禁原子数主动稳定技术

冷原子干涉仪中,囚禁原子数的抖动会转化为等效的干涉信号相位抖动,直接影响原子干涉测量结果.针对此问题,提出了一种冷原子干涉仪囚禁原子数主动稳定技术,通过测量干涉末态的原子数信息,反馈控制3D-MOT装载时间,实现对囚禁原子数的主动稳定.通过应用该技术,在装载时间大约为40 ms的条件下,3D-MOT囚禁原子数的短期抖动...     

用于冷原子干涉仪激光时序控制的DDS跳频系统设计与实现

为了满足冷原子干涉实验对时序控制的需求,设计并实现了一个基于LABVIEW软件的激光时序控制DDS系统,其工作过程为通过设计的LABVIEW上位机软件输入需要产生的频率和频率间隔时间,ARM芯片根据LABVIEW软件发送来的控制信息实现对射频信号芯片的控制,CPLD芯片用来控制射频信号之间的时间间隔,最后DDS芯片产生与控制信息相对应的射频信号。与目前同类装置相比,系统实现了跳频时间和频率更加精确和工作稳定性更好。经过系统的调试分析以及性能测试,DDS跳频系统能够满足原子干涉仪激光时序控制需求。通过测试DDS装置,DDS装置能够输出准确输出射频频率值,并且射频频率时间间隔能精确到微秒。DDS装置可以有效控制冷原子干涉仪的激光时序,在探询时间为120毫秒且重复率为2.2赫兹的情况下,冷原子重力仪的重力测量灵敏度达到 。     

低相噪光学频率梳

光学频率梳是光钟的重要组成部分,相噪是光梳的基本特性。文章从光梳相噪的描述方法入手,对光学频率梳相噪产生的几种常见来源及相噪抑制技术进行了综述,详细介绍了业已实现的几种低相噪光学频率梳。文末展望了未来低相噪光学频率梳的发展新趋势。     

用于原子干涉仪的拉曼光的制备

原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,广泛应用于精密测量领域.在原子干涉仪中,通过拉曼光对原子进行相干操作,拉曼光的质量直接影响着干涉仪的技术指标.基于注入锁定技术,采用普通半导体激光器、声光调制器,实现了功率、频率和位相稳定的拉曼光的制备,并对拉曼光的相位噪声技术指标进行了测试.     

利用原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量

提出一种基于原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量的方法.以π/2-π-π/2构型的空间型原子干涉仪为例，通过对拉曼激光进行相位调制，然后在动量谱空间测量转动对原子速度谱的调制周期，获得原子干涉仪相对惯性空间的绝对转动.文章对于采用该法进行角速度测量的测量范围以及对相位调制频率的要求进行了分析，对于散粒噪声限下的转动测量灵敏度及其影响因素进行了仿真.     

A W-band Frequency Source with Low Spurs and Low Phase Noise

A W-band millimeter wave frequency source is developed by frequency multiplier chain and injection locking. The referenced crystal oscillator (CO) signal 120 MHz is multiplied 400 times to output 48 GHz signal. Then, it is used as a referenced source of fundamental-wave injection-locked harmonic Gunn oscillator with output power more than 10 mW at 96 GHz and spurious output less than −65 dBc. The measured phase noise is −97 and −105 dBc/Hz at 10 kHz and 200 kHz offset, respectively. At last, the influence of the flicker noise, provided by the frequency multipliers and amplifiers, is analyzed.     

Demonstration of a Sagnac-Type Cold Atom Interferometer with Stimulated Raman Transitions

Cbld-matter-wave Sagnac interferometers possess many advantages over their thermal atomic beam counterparts when they are used as precise inertial sensors. We report a realization of a Sagnac-type interferometer with cold atoms. Cold rubidium atoms are prepared in a magneto-optical trap and are pushed by resonant laser pulse to form slow atomic beam. In the interference region, atomic wave packets are coherently manipulated using π/2 -π - π/2 Raman pulse sequences. Interference fringes with maximum contrast of 37% are observed experimentally.     

分析原子干涉仪的矩阵方法

从原子波包所满足的薛定谔方程出发,从理论上巧妙地推导出了原子干涉仪在重力的影响下所产生的相位差与重力加速度的关系表达式。提出了一种3×3阶的矩阵方法,以此来分析多个元件情况下原子干涉仪中的相位差,可以大大简化计算。利用这种方法不但能得到原子束在重力的影响下在自由空间中的传输矩阵,也可以得到原子束与π/2和π脉冲的相互作用矩阵。作为例子,用3×3阶矩阵方法计算了三脉冲原子干涉仪中的相位差,得出的结果与Wolf等对经典轨迹进行拉格朗日积分所得出的结果完全相符。进一步分析了五脉冲的原子干涉仪中的相位差,以说明3×3阶矩阵方法的简便性。     

Microtraps and Atom Chips: Toolboxes for Cold Atom Physics

Magnetic microtraps and Atom Chips are safe, small-scale, reliable and flexible tools to prepare ultra-cold and degenerate atom clouds as sources for various atom-optical experiments. We present an overview of the possibilities of the devices and indicate how a microtrap can be used to prepare and launch a Bose-Einstein condensate for use in an atom clock or an interferometer.     

Phase Imaging with a Phase-Shifting X-ray Shearing Interferometer Using an X-ray Line Source

An X-ray shearing interferometer with a line source is presented. The line source broadens X-ray beams and enables us to obtain a phase image with an X-ray image sensor without mechanical scanning. It can reduce the measuring time compared with image acquisition by mechanical scanning. Small phase difference is measured with the phase shift method using acrylic wedges. Although the output beam is overlapped with the non-interfering beams, we can obtain interference fringes with reasonable contrast. With this system we can obtain a projected phase image of an acrylic plate with cellophane tape.     

Noise Characterization for Laser Interferometer Gravitational Wave Detectors

This work incorporates a review of the status, in Australia, of data analysis for gravitational wave detection using laser interferometers, within an overview of the present state of such research in the world generally. In this context, data analysis refers not so much to signal simulation as to what might be called the thorough process of noise characterization and the subsequent, quality-controlled signal extraction. To the extent that problems identified here arise for all currently planned instruments, there is necessarily a global component to the discussion presented. In Australia, there are unique circumstances, associated with attempting to carry out work in gravitational wave detection, which demand also a local aspect to the ensuing discussion.