論文の概要: Dual frequency calibration to build a portable vapor cell optical clock with improved stability and without a frequency comb

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.04911v1
• Date: Mon, 07 Jul 2025 11:56:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-08 15:46:35.406251
• Title: Dual frequency calibration to build a portable vapor cell optical clock with improved stability and without a frequency comb
• Title（参考訳）: 2周波校正による可搬型可搬型セル光時計の安定性向上と周波数コムの不要化
• Authors: Sreeshna Subhash, Greeshma Gopinath, Sankar Davuluri,
• Abstract要約: 本稿では、2つのレーザー周波数を同時に正確に校正する新しい2重干渉計法を提案する。 2つの周波数校正レーザーは混合され、無線周波数でビート信号を生成し、ポータブルな光原子時計を作る。
• 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: This article theoretically proposes a new dual interferometer technique to accurately calibrate two laser frequencies simultaneously using four-wave mixing in an alkali metal vapor cell. The two frequency-calibrated lasers are mixed to create a beat signal at radio frequency to build a portable optical atomic clock (OAC) without an optical frequency comb (OFC). Removal of the OFC improves the portability of OAC, while the dual interferometer setup enhances the one second stability to $1.3\times 10^{-15}$, which is better than the current portable OAC. Thermal noise in the OAC is minimized by choosing the double-lambda atomic scheme with co-propagating laser fields. Using D2 transition of Rb-87, the standard quantum limited frequency sensitivity and stability of the OAC are estimated as $3.2\;\sqrt{\mbox{Hz}}$, and $1.3\times10^{-15}\sqrt{\mbox{Hz}^{-1}}$, respectively. After considering broadening effects due to $357\,$K temperature and collisions, the optimum stability of the OAC is reduced to $3.3\times10^{-15}\sqrt{\mbox{Hz}^{-1}}$ for a laser with $1\,$KHz linewidth and $0.54$ mW power at the input of the vapor cell.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,アルカリ金属気相中での4波長混合を用いて2つのレーザー周波数を同時に正確に校正する新しい2重干渉計手法を提案する。 2つの周波数校正レーザーは混合され、無線周波数でビート信号を生成し、光学周波数コム(OFC)を使わずに携帯型光学原子時計(OAC)を構築する。 OFCの除去によりOACのポータビリティが向上し、デュアル干渉計のセットアップにより1秒の安定性が1.3\times 10^{-15}$に向上する。 OACの熱雑音は、共伝播レーザー場を持つダブルラムダ原子計画を選択することで最小化される。 Rb-87のD2遷移を用いて、OACの標準量子制限周波数感度と安定性は、それぞれ3.2\;\sqrt{\mbox{Hz}}$と1.3\times10^{-15}\sqrt{\mbox{Hz}^{-1}}$と推定される。 OACの最適安定性は3.3\times10^{-15}\sqrt{\mbox{Hz}^{-1}}$1,$KHzのライン幅と0.54$mWのレーザーに対して3.3\times10^{-15}\sqrt{\mbox{Hz}^{-1}}$に低下する。

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