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 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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
所所应助skywalker采纳,获得10
刚刚
科研通AI2S应助不可思议采纳,获得10
1秒前
Ashley发布了新的文献求助10
2秒前
思源应助高贵季节采纳,获得10
3秒前
5秒前
8秒前
隐形曼青应助Ashley采纳,获得10
9秒前
xfy发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
可可完成签到,获得积分10
11秒前
一树春风发布了新的文献求助10
12秒前
Czerkingsky完成签到,获得积分10
13秒前
peanut发布了新的文献求助10
13秒前
逆行者完成签到,获得积分10
16秒前
赘婿应助桂圆采纳,获得10
16秒前
paxton完成签到,获得积分20
17秒前
搜集达人应助灯火葳蕤采纳,获得30
18秒前
1L完成签到,获得积分10
20秒前
xfy完成签到,获得积分10
22秒前
feihu完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
24秒前
今后应助一树春风采纳,获得10
25秒前
EASY发布了新的文献求助10
26秒前
赘婿应助假面绅士采纳,获得10
27秒前
27秒前
28秒前
28秒前
28秒前
28秒前
莹崽无敌完成签到 ,获得积分10
28秒前
xinqianying完成签到 ,获得积分10
29秒前
大月兔完成签到,获得积分10
29秒前
所所应助feihu采纳,获得10
29秒前
paxton发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
30秒前
高贵季节发布了新的文献求助10
31秒前
31秒前
EASY完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
COSMETIC DERMATOLOGY & SKINCARE PRACTICE 388
Case Research: The Case Writing Process 300
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3142187
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2793134
关于积分的说明 7805663
捐赠科研通 2449433
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303289
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626807
版权声明 601291