三脉冲冷原子陀螺仪中基于内态演化的拉曼光光强补偿算法

由于在复杂环境中拉曼光功率不稳定会导致原子脉冲的宽度发生改变,从而影响陀螺仪的测量精度。通过对冷原子干涉仪的干涉全过程进行建模,计算得出了陀螺仪在拉曼光改变情形下输出相位的解析表达式,即建立了拉曼光在非近共振条件下强度变化时陀螺仪的输出值与外界载体运动之间的关系。与此同时,基于该解析表达式提出了一种对拉曼光光强的补偿算法,能有效提升原子陀螺仪在复杂环境下的系统稳定性。通过光强调制实验验证了该算法的有效性,补偿后系统输出长期稳定性提升了33%。

Reduction of the Differential Light Shift by the Spatial Periodicity in an Optical Lattice

We study the spatial periodicity effects on the differential light shift of noninteracting atoms in an optical lattice.Through the Rabi-spectrum approach,when the wavelength of the optical lattice is not magic,a reduction to the differential light shift is expected.The reduction results from the Bloch bands induced by the quantized motion in the periodic potential.Taking the microwave transition of rubidium atoms as an example,this reduction at some wavelengths can reach one order of magnitude,compared to the data without considering the spatial profile of the optical lattice.When the atomic temperature is considered,the differential light shift increases or decreases with temperature,depending on the wavelength of the lattice.Our results should be beneficial for microwave optical lattice clock and precision measurements.

脉冲式冷原子干涉仪敏感惯性参量物理机制的新理解

脉冲式冷原子干涉仪应用在惯性量测量领域已有数十年的历史。一般来说,人们通过原子在空间中的运动轨迹来确定原子在不同路径下所积累的相位差,结合激光本身所携带的相位最终得到原子干涉仪输出相位的表达式,并最终给出探测信号与所测量惯性参量的关系式。但在干涉仪处在动态情况下时,这种计算方式并不能很方便地给出解算表达式。提出一种对脉冲式冷原子干涉仪敏感惯性参量物理机制的新理解,通过研究转动后原子-光子Raman作用的失谐变化率,可以很方便地给出动态情形下干涉仪输出相位的解析形式,这显著推进了冷原子干涉仪在复杂动态情形下的应用。