論文の概要: Enhancing the sensitivity of atom-interferometric inertial sensors using robust control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.03683v3
• Date: Thu, 30 Nov 2023 23:49:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-04 18:52:34.854712
• Title: Enhancing the sensitivity of atom-interferometric inertial sensors using robust control
• Title（参考訳）: ロバスト制御による原子干渉型慣性センサの感度向上
• Authors: J. C. Saywell, M. S. Carey, P. S. Light, S. S. Szigeti, A. R. Milne, K. S. Gill, M. L. Goh, V. S. Perunicic, N. M. Wilson, C. D. Macrae, A. Rischka, P. J. Everitt, N. P. Robins, R. P. Anderson, M. R. Hush, and M. J. Biercuk
• Abstract要約: 実際の環境での運用は、外部からの干渉、プラットフォームノイズ、サイズ、重量、電力に対する制約によって困難である。 本研究では,ロバスト制御技術を用いて設計した調整光パルスが原子間干渉加速度計において重要な誤差源を緩和することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Atom-interferometric quantum sensors could revolutionize navigation, civil engineering, and Earth observation. However, operation in real-world environments is challenging due to external interference, platform noise, and constraints on size, weight, and power. Here we experimentally demonstrate that tailored light pulses designed using robust control techniques mitigate significant error sources in an atom-interferometric accelerometer. To mimic the effect of unpredictable lateral platform motion, we apply laser-intensity noise that varies up to 20$\%$ from pulse-to-pulse. Our robust control solution maintains performant sensing, while the utility of conventional pulses collapses. By measuring local gravity, we show that our robust pulses preserve interferometer scale factor and improve measurement precision by 10$\times$ in the presence of this noise. We further validate these enhancements by measuring applied accelerations over a 200 $\mu g$ range up to 21$\times$ more precisely at the highest applied noise level. Our demonstration provides a pathway to improved atom-interferometric inertial sensing in real-world settings.
• Abstract（参考訳）: 原子干渉型量子センサーはナビゲーション、土木工学、地球観測に革命をもたらす可能性がある。 しかし、外的干渉、プラットフォームノイズ、サイズ、重量、電力の制約などにより、実世界の環境での運用は困難である。 ここでは,ロバストな制御技術を用いて設計した調整された光パルスが,原子干渉加速度計において大きな誤差源を軽減できることを実験的に実証する。 予測不能な側方移動の効果を模倣するため,パルス対パルスから最大20$\%のレーザー強度雑音を適用した。 我々のロバスト制御ソリューションは、従来のパルスの効用が崩壊する間、パフォーマンスセンシングを維持している。 局所重力を測定することで、我々の頑健なパルスが干渉計スケール係数を保ち、このノイズの存在下で10$\times$で測定精度を向上させることを示す。 さらに,200$\mu g$範囲から21$\times$までの適用加速度を,最も高い適用雑音レベルにおいて正確に測定することで,これらの拡張を検証した。 実世界の環境における原子干渉計測慣性センシングを改善する経路を提供する。

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