绝热反拉曼原子光学用于紧凑型高灵敏度重力测量

大动量转移 (LMT) 原子干涉仪为在紧凑型量子传感器中增强惯性灵敏度提供了一条途径,但其可扩展性受到长拉曼脉冲序列中脉冲转移误差累积的限制。该团队从理论上研究了在 Mach-Zehnder 干涉仪构型中,利用受激拉曼超绝热捷径通道 (STIRSAP) 实现高保真度 LMT 原子光学。反绝热修正直接编码到拉曼脉冲包络中,从而无需辅助的微波或射频控制场。基于有效拉曼模型的数值模拟表明,\(1~μ\mathrm{s}\) 的 STIRSAP 脉冲可实现单脉冲转移保真度 \(F_π= 0.99902\),同时即使在高动量阶数下也能保持可忽略的脉冲时间开销。研究人员分析了干涉相位增强与复合对比度衰减之间的权衡关系,并确定了在 \(n\approx270\) 附近存在一个无约束的散粒噪声最优值。进一步分析表明,在极端 LMT 阶数下的实际运行受限于波包分离、振动噪声、多普勒失谐以及累积的系统效应,而非脉冲持续时间本身。这些结果确立了超绝热拉曼控制作为一种有前景的可扩展高保真原子光学方法,并阐明了制约紧凑型高阶原子干涉仪的物理极限。
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提交arXiv: 2026-06-15 16:45

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