論文の概要: Ramsey-Borde Atom Interferometry with a Thermal Strontium Beam for a Compact Optical Clock

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05581v1
• Date: Mon, 9 Sep 2024 13:07:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-10 14:39:56.587163
• Title: Ramsey-Borde Atom Interferometry with a Thermal Strontium Beam for a Compact Optical Clock
• Title（参考訳）: 小型光クロック用熱ストロンチウムビームを用いたラムゼーボーデ原子干渉計
• Authors: Oliver Fartmann, Martin Jutisz, Amir Mahdian, Vladimir Schkolnik, Ingmari C. Tietje, Conrad Zimmermann, Markus Krutzik,
• Abstract要約: 熱原子線を用いたラムゼー・ボーデ干渉計に基づくシステムは、光学原子時計における技術ギャップを埋めるであろう。 我々は689nmの狭い1S0->3P1結合線を利用して、ストロンチウム原子を用いたRBIを実証した。 RBI信号の傾斜と蛍光検出ノイズを分析すると、4x10-14 / sqrttauの短期安定性が推定される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Compact optical atomic clocks have become increasingly important in field applications and clock networks. Systems based on Ramsey-Borde interferometry (RBI) with a thermal atomic beam seem promising to fill a technology gap in optical atomic clocks, as they offer higher stability than optical vapour cell clocks while being less complex than cold atomic clocks. Here, we demonstrate RBI with strontium atoms, utilizing the narrow 1S0 -> 3P1 intercombination line at 689 nm, yielding a 60 kHz broad spectral feature. The obtained Ramsey fringes for varying laser power are analyzed and compared with a numerical model. The 1S0 -> 1P1 transition at 461 nm is used for fluorescence detection. Analyzing the slope of the RBI signal and the fluorescence detection noise yields an estimated short-term stability of 4x10-14 / sqrt{tau}. We present our experimental setup in detail, including the atomic beam source, frequency-modulation spectroscopy to lock the 461 nm laser, laser power stabilization and the high-finesse cavity pre-stabilization of the 689 nm laser. Our system serves as a ground testbed for future clock systems in mobile and space applications.
• Abstract（参考訳）: 小型光原子時計は、フィールドアプリケーションやクロックネットワークにおいてますます重要になっている。 ラムゼイ・ボーデ干渉計(RBI)と熱原子線を用いたシステムは、低温原子時計よりも複雑な光蒸気セルクロックよりも高い安定性を提供するため、光学原子時計の技術的ギャップを埋めることを約束しているようである。 ここでは,689nmの狭い1S0->3P1結合線を用いて,ストロンチウム原子を用いたRBIを実演し,60kHzのスペクトル特性を示した。 レーザパワーの異なるラムゼイ蛍光体を数値解析し, 数値モデルと比較した。 461nmにおける1S0->1P1遷移は蛍光検出に用いられる。 RBI信号の勾配と蛍光検出ノイズを分析すると、4x10-14 / sqrt{tau} の短期安定性が推定される。 461nmレーザーをロックするための原子線源,周波数変調分光法,レーザーパワー安定化法,689nmレーザーの高精細キャビティ事前安定化法などの実験装置について述べる。 我々のシステムは、モバイルおよび宇宙アプリケーションにおける将来のクロックシステムのための地上テストベッドとして機能する。

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