光-原子混合干涉实现加速度测量

摘要

基于光-原子混合干涉仪构建了一种新型的光-原子相位自锁定的加速度计.虽然在目前所有加速度计中,全光类型的加速度计由于其体积小、精度高,成为了最常用且也是最稳定的加速度计;但由于其测量带宽受到的限制,所以极大地限制了其使用的范围.基于此,设计了一种新型的光-原子加速度计(AtomLight Accelerometer, ALA).该加速度计的特点:首先,在原子系统中通过受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering, SRS)过程构成光-原子混合干涉仪;其次,由反射镜构成加速度计的弹性质量块,在实验平台上,当质量块受到一个加速度作用时,就会接收到外界带来的位移的变化,从而将相位的变化引入到干涉仪中;最后,通过干涉条纹的变化,即可感知到引入相位的大小,继而推出位移的变化量,因此也就获得了加速度的大小.该加速度计的优点:SRS过程中产生的斯托克斯光场和对应产生的原子自旋波相位是相互关联的,从而保障了装置中相位的稳定性;该装置简单,测量范围可调,增加了其适用的范围;同时,理想情况下,其精度能超越标准量子极限(Standard Quantum Limit, SQL).

关键词

受激拉曼散射 / 光-原子混合干涉仪 / 光-原子加速度计 / 强度探测 / 平衡零拍探测 / 测量精度