論文の概要: Closed-Loop Dual-Atom-Interferometer Inertial Sensor with Continuous Cold Atomic Beams
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15346v3
- Date: Mon, 15 Apr 2024 14:56:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-18 03:10:06.474660
- Title: Closed-Loop Dual-Atom-Interferometer Inertial Sensor with Continuous Cold Atomic Beams
- Title（参考訳）: 連続冷媒原子線を用いた閉ループデュアル原子干渉計慣性センサ
- Authors: Zhi-Xin Meng, Pei-Qiang Yan, Sheng-Zhe Wang, Xiao-Jie Li, Hong-bo Xue, Yan-Ying Feng,
- Abstract要約: センサーは二重ループ原子干渉計で動作し、同じラマン光パルスを空間的に分離されたマッハ・ツェンダー構成で共有する。
加速と回転速度は、二重原子干渉計信号の和と差によって分離、同時に測定される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3452520136741124
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We demonstrate a closed-loop light-pulse atom interferometer inertial sensor that can realize continuous decoupled measurements of acceleration and rotation rate. The sensor operates with double-loop atom interferometers, which share the same Raman light pulses in a spatially separated Mach-Zehnder configuration and use continuous cold atomic beams propagating in opposite directions from two 2D$^+$ magneto-optical trappings. Acceleration and the rotation rate are decoupled and simultaneously measured by the sum and difference of dual atom-interferometer signals, respectively. The sensitivities of inertial measurements are also increased to be approximately 1.86 times higher than that of a single atom interferometer. The acceleration phase shift is compensated in real time by phase-locking these interferometers via the Raman laser phases from the sum interferometer signal, and the gyroscope perfomance is improved. We achieve long-term stabilities of $6.1 \ \mu g$ and 840 nrad/s for the acceleration and the rotation rate, respectively, using a short interrogation time of 0.87ms (interference area $A=0.097$ mm$^2$). This work provides a building block for an atomic interferometer based inertial measurement unit for use in field applications that require a high data-rate and high stability.
- Abstract（参考訳）: 我々は、加速と回転率の連続的な分離測定を実現することができる閉ループ光パルス原子干渉計の慣性センサを実証した。
このセンサーは二重ループ原子干渉計で動作し、同じラマン光パルスを空間的に分離したマッハ・ツェンダー配置で共有し、2D$^+$磁気光学トラップから反対方向に伝播する連続冷原子ビームを使用する。
加速度と回転速度はそれぞれ2つの原子干渉計信号の和と差で分離して同時に測定する。
また、慣性測定の感度は、単一の原子干渉計の感度の約1.86倍に向上する。
総干渉計信号からラマンレーザー位相を介してこれらの干渉計を位相ロックすることで、加速位相シフトをリアルタイムで補償し、ジャイロスコープのパーフォマンスを改善した。
我々は,0.87ms(参照領域$A=0.097$ mm$^2$)の短い尋問時間を用いて,加速度と回転率に対して6.1 \ \mu g$ と 840 nrad/s の長期安定性を達成した。
この研究は、高いデータレートと高い安定性を必要とするフィールドアプリケーションに使用される原子干渉計ベースの慣性測定ユニットのためのビルディングブロックを提供する。
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