原子干涉量子传感器中的时间脉冲起源

基于原子干涉仪的量子传感器通常依赖射频或光学脉冲来相干操控原子态,进而实现惯性效应与重力效应的精密测量。相较于经典传感器,这类传感器常被认为具有测量标度因子精确已知且高度稳定的优势。然而在实际操作中,有限脉冲持续时间会使传感器标度因子受脉冲形状影响,并对控制场强度、频率及原子速度变化极为敏感。本研究探索了原子干涉仪中“脉冲时间原点”的概念——任何脉冲的惯性相位响应均可通过单一时间点进行参数化表征。研究表明,该时间原点能简化标度因子的确定过程,增强其抗环境扰动的稳定性。此外在定制化脉冲序列设计中,时间原点可作为可调参数来提升标度因子稳定性并最小化系统误差。通过仿真实验证实:这种脉冲设计方法在缩短总体序列时长的同时,能有效增强对控制场振幅实际波动的鲁棒性。研究结果揭示,脉冲时间原点现象解释了现有设备中的广谱系统误差,并为设计短时强健脉冲提供了新思路,这将有力提升当前及下一代干涉式量子传感器的性能。
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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-02 11:13

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