論文の概要: A Compact Cold-Atom Interferometer with a High Data-Rate Grating
Magneto-Optical Trap and a Photonic-Integrated-Circuit-Compatible Laser
System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.04792v3
- Date: Thu, 1 Sep 2022 18:18:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-22 21:56:29.876130
- Title: A Compact Cold-Atom Interferometer with a High Data-Rate Grating
Magneto-Optical Trap and a Photonic-Integrated-Circuit-Compatible Laser
System
- Title（参考訳）: 高データレートグレーティング磁気光学トラップとフォトニック集積回路対応レーザーを用いた小型冷原子干渉計
- Authors: Jongmin Lee, Roger Ding, Justin Christensen, Randy R. Rosenthal, Aaron
Ison, Daniel Paul Gillund, David Bossert, Kyle H. Fuerschbach, William
Kindel, Patrick S. Finnegan, Joel R. Wendt, Michael Gehl, Ashok Kodigala,
Hayden McGuinness, Charles A. Walker, Shanalyn A. Kemme, Anthony Lentine,
Grant Biedermann, and Peter D. D. Schwindt
- Abstract要約: 冷原子干渉計の極小化は、干渉計サブシステムのための新しい技術とアーキテクチャの開発を必要とする。
本研究では, 単一冷却ビームを用いた四面体格子磁気トラップ(GMOT)用マイクロファブリケートグレーティングチップを内蔵した, 小型のチタン真空パッケージを開発した。
真空パッケージを含む小型センサヘッドにおいて、GMOTのサブドップラー冷却により15UKの温度が生成され、GMOTは20Hzのデータレートで動作可能である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0825528981383505
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The extreme miniaturization of a cold-atom interferometer accelerometer
requires the development of novel technologies and architectures for the
interferometer subsystems. Here we describe several component technologies and
a laser system architecture to enable a path to such miniaturization. We
developed a custom, compact titanium vacuum package containing a
microfabricated grating chip for a tetrahedral grating magneto-optical trap
(GMOT) using a single cooling beam. In addition, we designed a multi-channel
photonic-integrated-circuit-compatible laser system implemented with a single
seed laser and single sideband modulators in a time-multiplexed manner,
reducing the number of optical channels connected to the sensor head. In a
compact sensor head containing the vacuum package, sub-Doppler cooling in the
GMOT produces 15 uK temperatures, and the GMOT can operate at a 20 Hz data
rate. We validated the atomic coherence with Ramsey interferometry using
microwave spectroscopy, then demonstrated a light-pulse atom interferometer in
a gravimeter configuration for a 10 Hz measurement data rate and T = 0 - 4.5 ms
interrogation time, resulting in $\Delta$ g / g = 2.0e-6. This work represents
a significant step towards deployable cold-atom inertial sensors under large
amplitude motional dynamics.
- Abstract（参考訳）: 冷原子干渉計の極端に小型化は、干渉計サブシステムのための新しい技術とアーキテクチャの開発を必要とする。
本稿では, 小型化を実現するために, 部品技術とレーザーシステムアーキテクチャについて述べる。
我々は, 単一冷却ビームを用いた四面体格子磁気トラップ(GMOT)用マイクロファブリケートグレーティングチップを内蔵した, 小型のチタン真空パッケージを開発した。
さらに,単発のシードレーザと単発のサイドバンド変調器で実装したマルチチャネルフォトニック集積回路対応レーザーシステムの設計を行い,センサヘッドに接続された光チャネル数を削減した。
真空パッケージを含む小型センサヘッドにおいて、GMOTのサブドップラー冷却により15UK温度が生成され、GMOTは20Hzのデータレートで動作可能である。
マイクロ波分光法を用いてラムゼー干渉計を用いて原子コヒーレンスを検証し、10Hzの測定データレートとT = 0 - 4.5msの尋問時間で光パルス原子干渉計を実験し、その結果$$$Delta$ g / g = 2.0e-6を得た。
この研究は、大きな振幅運動ダイナミクスの下で展開可能なコールド原子慣性センサーへの重要な一歩である。
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