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^(-4)(500μs),激光功率的长期稳定度为2.47×10^(-4)(14 h),激光功率的噪声得到了有效抑制。理论上可以将探测激光的功率抖动对于冷原子干涉仪相位信号的噪声贡献降低至1.38 mrad。较大程度上提高了干涉信号的稳定性,降低了系统噪声。

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由27.1%@0.5 h降为7.4%@0.5 h,长期漂移由39.9%@10 h降为10.4%@10 h,显著提升了囚禁原子数的稳定性。该技术可以解决动态条件下冷原子干涉仪姿态变化导致的囚禁原子数大幅度抖动问题。