相位压缩态的制备及线性原子干涉仪的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文相位压缩态的制备及线性原子干涉仪的研究姓名：卢兆山申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：金光日201106中文摘要摘要：随着激光冷却技术的发展，超冷原子的研究和应用受到越来越多的关注。在众多应用中，原子干涉仪特别引人注目。在精密测量上，相对于光学干涉仪，原子干涉仪有着明显的优势。冷原子具有很好的可操作性，我们可以控制冷原子的量子态；而且冷原子有很小的速度，增加了干涉的作用时间，使我们能得到良好的干涉条纹。使冷原子干涉仪有很好的灵敏度和测量精度。为了方便计算，本文研究线性原子干涉仪在对称输入态下的测量精度。Berry和Wi

2、seman在理论上制备出的相位压缩态有最佳的测量灵敏度，已经很接近海森堡极限了。但是在实验上，这种Berry-Wiseman态很难制备出来。首先，本文研究最佳的输入态Berry-Wiseman态的基本特性，分析Berry-Wiseman态在原子干涉仪中的测量精度。然后，我们制备出与之相似的相位压缩态，沿Y轴方向压缩，沿Z轴方向反压缩。这样的输入态虽然不如Berry-Wiseman态完美，但是在测量精度上达到亚散粒噪声极限。本文中，我们在对称的双势阱中用直接、间接两种方式制备这样的相位压缩态。直接制备的方案是让相干态在一个大的耦合比率的Hamil

3、ton系统下演化，在一定时间后可制备出相位压缩态；间接制备的方案是通过旋转数压缩NSS态制备出相位压缩态。关键词：相位压缩态；玻色．爱因斯坦冷凝；双组份玻色．爱因斯坦冷凝原子；线性原子干涉仪；相位灵敏度；相干态；数压缩态；分类号：0431．2ABSTRACTABSTRACT：Asthedevelopmentoflasercoolingtechnology，thestudyandapplicationofsupercoldatomhasbeenattractedmuchattentions．Inparticular，atomintefferome

4、terisstandoutfromitsmanykindsofapplications．InthePrecisionme龇ement，Contrastwithopticinterferometer,atominterferometerhasparticularadvantage．Thecoldatomenjoysgoodmaneuverability,wecancontrolitsquantumstate；andthecoldatomhaslowspeed,SOthetimeofinterferencewillbelonger,Wecanget

5、betterinterference．Coldatominterferometerhasmuchbettersensitivityandaccuracy．Fortheconvenienceofcomputatio玛weresearchalinearatominterferometerwithsymmetricinputstate．Wefocusonitssensitivity．Phase-squeezedstate(B—Wstate)proposedbyBerryandWisemanexhibitsthebestsensitivityappro

6、achingtotheHeisenberglimit．Inthispaper，westudythecharacterofB-Wstate，andsimilarwithit,wefindthiskindofstate，whichshowsthesqueezingalongspinoperators，andtheanti-squeezingalongsz．Ourresultsshowthatthisgeneratedphase-squeezedstateisnotperfectasB—Wstate，butitcanachievesub-shot-n

7、oise-limited．WeconfinedtheatomicBose-Einsteincondensatesinasymmetricdouble-weftpotential，weoanu：∞direct、indirecttwomethodtopreparethephase—squeezedstate．Thedirectmethodisthatwetakethecoherentsinstateintoalargecouplingratioenvironment,foraperiodoftimewecangetthephase-squeezed

8、state；theindirectmethodisthatwecangetthephase—squeezedstateforspinthenumber