Wave-front curvature in optical atomic beam clocks

曲率 物理 前线(军事) 原子束 梁(结构) 光学 激光束 原子物理学 激光器 几何学 数学 气象学
作者
A. Strathearn,Rachel F. Offer,Ashby P. Hilton,E. Klantsataya,André N. Luiten,R. P. Anderson,B. M. Sparkes,Thomas M. Stace
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:108 (1)
标识
DOI:10.1103/physreva.108.013105
摘要

Atomic clocks provide a reproducible basis for our understanding of time and frequency. Recent demonstrations of compact optical clocks, employing thermal atomic beams, have achieved short-term fractional frequency instabilities in the $10^{-16}$, competitive with the best international frequency standards available. However, a serious challenge inherent in compact clocks is the necessarily smaller optical beams, which results in rapid variation in interrogating wavefronts. This can cause inhomogeneous excitation of the thermal beam leading to long term drifts in the output frequency. Here we develop a model for Ramsey-Bord\'e interferometery using optical fields with curved wavefronts and simulate the $^{40}$Ca beam clock experiment described in [Olson et al., Phys. Rev. Lett. 123, 073202 (2019)]. Olson et al.'s results had shown surprising and unexplained behaviour in the response of the atoms in the interrogation. Our model predicts signals consistent with experimental data and can account for the significant sensitivity to laser geometry that was reported. We find the signal-to-noise ratio is maximised when the laser is uncollimated at the interrogation zones to minimise inhomogeneity, and also identify an optimal waist size determined by both laser inhomogeneity and the velocity distribution of the atomic beam. We investigate the shifts and stability of the clock frequency, showing that the Gouy phase is the primary source of frequency variations arising from laser geometry.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
无花果应助孙彦琪采纳,获得10
1秒前
1秒前
Sarina完成签到,获得积分10
1秒前
Reese完成签到,获得积分10
2秒前
Leffzeng发布了新的文献求助20
2秒前
科研通AI6应助song采纳,获得10
2秒前
3秒前
零零完成签到,获得积分10
3秒前
星星发布了新的文献求助10
3秒前
mklwxhlsd发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Li关注了科研通微信公众号
5秒前
桐桐应助MIranda采纳,获得10
5秒前
ahah完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
受伤白昼发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
1010完成签到,获得积分10
7秒前
这个名字就比原来的好听完成签到,获得积分10
7秒前
comeon完成签到,获得积分10
8秒前
yunyunya发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
WYW发布了新的文献求助10
9秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
9秒前
研友_VZG7GZ应助南小槿采纳,获得10
10秒前
额尔其子应助efine采纳,获得10
10秒前
李爱国应助彩色的德地采纳,获得10
10秒前
里里完成签到,获得积分10
10秒前
peng完成签到,获得积分10
10秒前
CQY完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
共享精神应助渤海少年采纳,获得10
11秒前
vocrious完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI5应助呆萌的寄风采纳,获得10
11秒前
大个应助林雾采纳,获得10
12秒前
隔壁发布了新的文献求助10
12秒前
212774完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Feigin and Cherry's Textbook of Pediatric Infectious Diseases Ninth Edition 2024 4000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
Socialization In The Context Of The Family: Parent-Child Interaction 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5001525
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4246659
关于积分的说明 13230789
捐赠科研通 4045478
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2213078
邀请新用户注册赠送积分活动 1223305
关于科研通互助平台的介绍 1143569