論文の概要: High-Precision Phase Control of an Optical Lattice with up to 50 dB Noise Suppression
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.13264v1
- Date: Thu, 17 Apr 2025 18:09:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-28 20:38:16.37905
- Title: High-Precision Phase Control of an Optical Lattice with up to 50 dB Noise Suppression
- Title（参考訳）: 最大50dBノイズ抑圧を有する光学格子の高精度位相制御
- Authors: Kendall Mehling, Murray Holland, Catie LeDesma,
- Abstract要約: 光格子は、レーザービームの定常波干渉パターンから構築された周期的な光結晶である。
2本の逆伝搬格子ビームを重畳し、それぞれが独立なアコホースト光変調器で位相と強度を制御する有効解を示す。
0.1Hz - 1Hz帯における格子相雑音の最大50dB抑制効果と,40年以上にわたる顕著な抑制効果を報告した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: An optical lattice is a periodic light crystal constructed from the standing-wave interference patterns of laser beams. It can be used to store and manipulate quantum degenerate atoms and is an ideal platform for the quantum simulation of many-body physics. A principal feature is that optical lattices are flexible and possess a variety of multidimensional geometries with modifiable band-structure. An even richer landscape emerges when control functions can be applied to the lattice by modulating the position or amplitude with Floquet driving. However, the desire for realizing high-modulation bandwidths while preserving extreme lattice stability has been difficult to achieve. In this paper, we demonstrate an effective solution that consists of overlapping two counterpropagating lattice beams and controlling the phase and intensity of each with independent acousto-optic modulators. Our phase controller mixes sampled light from both lattice beams with a common optical reference. This dual heterodyne locking method allows exquisite determination of the lattice position, while also removing parasitic phase noise accrued as the beams travel along separate paths. We report up to 50dB suppression in lattice phase noise in the 0.1Hz - 1Hz band along with significant suppression spanning more than four decades of frequency. When integrated, the absolute phase diffusion of the lattice position is only 10\r{A} over 10 s. This method permits precise, high-bandwidth modulation (above 50kHz) of the optical lattice intensity and phase. We demonstrate the efficacy of this approach by executing intricate time-varying phase profiles for atom interferometry.
- Abstract（参考訳）: 光格子は、レーザービームの定常波干渉パターンから構築された周期的な光結晶である。
量子退化原子の保存と操作に使用することができ、多体物理学の量子シミュレーションの理想的なプラットフォームである。
主な特徴は、光学格子は柔軟であり、可変バンド構造を持つ様々な多次元測地を持つことである。
さらにリッチなランドスケープは、Floquet駆動によって位置や振幅を変調することにより、制御関数を格子に適用できるときに現れる。
しかし,過度な格子安定性を維持しつつ,高変調帯域を実現するという欲求は実現し難い。
本稿では,2つの反伝播格子ビームを重畳し,それぞれが独立なアコホースト光変調器で位相と強度を制御し,有効解を示す。
我々の位相制御器は、両方の格子ビームからのサンプル光と共通の光学的基準を混合する。
この二重ヘテロダインロック法は、格子位置の精密な決定を可能にするとともに、ビームが別々の経路に沿って移動するときに生じる寄生相ノイズを除去する。
0.1Hz - 1Hz帯における格子相雑音の最大50dB抑制効果と,40年以上にわたる顕著な抑制効果を報告した。
積分すると、格子位置の絶対位相拡散は 10 s 上で 10\r{A} となる。
この方法は、光学格子強度と位相の精密で高帯域幅変調(50kHz以上)を可能にする。
我々は,原子干渉計の複雑な時間変化位相プロファイルを実行することで,このアプローチの有効性を実証する。
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