論文の概要: High-Performance Silicon Photonic Single-Sideband Modulators for Cold Atom Interferometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.12537v3
- Date: Fri, 12 Jul 2024 20:07:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-17 05:46:45.315264
- Title: High-Performance Silicon Photonic Single-Sideband Modulators for Cold Atom Interferometry
- Title（参考訳）: 冷間原子干渉計用高性能シリコンフォトニックシングルサイドバンド変調器
- Authors: Ashok Kodigala, Michael Gehl, Gregory W. Hoth, Jongmin Lee, Christopher DeRose, Andrew Pomerene, Christina Dallo, Douglas Trotter, Andrew L. Starbuck, Grant Biedermann, Peter D. D. Schwindt, Anthony L. Lentine,
- Abstract要約: 光パルス原子干渉計(LPAI)は光パルス原子干渉計(LPAI)の中で最も複雑で困難なシステムである
LPAIレーザーの主な機能は、低温原子生成、状態準備、状態選択検出を行い、光パルスシーケンスのためのコヒーレントな2光子過程を生成することである。
高性能シリコンフォトニックキャリアシングルサイドバンド(SC-SSB)変調器を1560nmで実証し,LPAI内で動的に周波数シフトを行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5014464701850736
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The most complicated and challenging system within a light-pulse atom interferometer (LPAI) is the laser system, which controls the frequencies and intensities of multiple laser beams over time to configure quantum gravity and inertial sensors. The main function of an LPAI laser system is to perform cold-atom generation, state-preparation, state-selective detection and to generate coherent two-photon process for the light-pulse sequence. Substantial miniaturization and ruggedization of the laser system can be achieved by bringing most key functions of the laser system onto photonic integrated circuit (PIC). We demonstrate a high-performance silicon photonic suppressed-carrier single-sideband (SC-SSB) modulator at 1560 nm, which can dynamically frequency shift within the LPAI. With independent RF-channel control, we study the imbalances in both the optical and RF phases/amplitudes to reach 30 dB carrier-suppression, unprecedented 47.8 dB sideband-suppression at peak conversion-efficiency: -6.846 dB (20.7 %). Using a silicon photonic SSB-modulator, we demonstrate cold-atom generation, state-selective detection, and atom interferometer fringes to estimate gravitational acceleration, $g \approx 9.77 \pm 0.01 \,\rm{m/s^2}$, in a Rubidium ($^{87}$Rb) atom system.
- Abstract（参考訳）: 光パルス原子干渉計(LPAI)内の最も複雑で困難なシステムは、時間とともに複数のレーザービームの周波数と強度を制御し、量子重力と慣性センサーを構成するレーザーシステムである。
LPAIレーザーの主な機能は、低温原子生成、状態準備、状態選択検出を行い、光パルスシーケンスのためのコヒーレントな2光子過程を生成することである。
レーザーシステムの重要な機能をフォトニック集積回路(PIC)に導入することにより、レーザーシステムの実質的な小型化と頑丈化を実現することができる。
高性能シリコンフォトニック抑圧型シングルサイドバンド (SC-SSB) 変調器を1560nmで実証し, LPAI内で動的に周波数シフトできることを示した。
RFチャネルの独立制御により、光とRFの位相/振幅のアンバランスを30dBキャリア圧縮、ピーク変換効率の47.8dBサイドバンド圧縮、最大変換効率:-6.846dB(20.7%)に到達させる。
シリコンフォトニックSSB変調器を用いて、ルビジウム($^{87}$Rb)原子系において、低温原子の生成、状態選択検出、原子干渉計による重力加速度の推定、$g \approx 9.77 \pm 0.01 \,\rm{m/s^2}$を実証する。
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