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利用芯片上的超冷捕获原子进行交流和直流塞曼干涉传感
本论文介绍了基于交流塞曼势能的芯片捕获原子干涉仪的开发进展。原子干涉仪是一种高精度测量工具，可以检测各种类型的力和势能。本论文介绍的捕获原子干涉仪针对的是传统弹道原子干涉仪的缺点，传统弹道原子干涉仪通常高度为米级。值得注意的是，捕获原子干涉仪具有局部原子样本、可能更长的干涉相位积累时间，并有望成为更紧凑仪器的基础。本论文介绍了基于交流塞曼势能和陷阱的捕获原子干涉仪的多个开发项目：1）在芯片上生产超冷钾，2）芯片陷阱中的势能粗糙度理论，3）微波芯片陷阱设计，4）基于激光偶极子陷阱和交流塞曼力的铷原子捕获原子干涉仪。 (1) 钾具有玻色子和费米子同位素、多个“魔”磁场，而且易于射频和微波捕获，是原子干涉仪的良好候选材料。对激光冷却和捕获系统进行了升级，以提高芯片陷阱中钾原子的温度和数量。芯片冷却导致了显著的非弹性损失，从而阻止了钾玻色-爱因斯坦凝聚体的产生。（2）芯片导线缺陷的数值模拟预测交流塞曼捕获势应该比直流塞曼捕获势平滑得多：粗糙度的抑制是由于磁极化选择规则和交流趋肤效应。（3）此外，本论文对构成交流塞曼陷阱微波原子芯片构建块的直和弯微带传输线进行了一系列研究。 (4)最后，我们构建了一个基于铷原子的拉姆齐干涉仪，通过施加自旋相关的交流塞曼力，该干涉仪可以转换为原子干涉仪：利用干涉仪测量直流和交流塞曼能量偏移，并在交流塞曼力的作用下观察条纹。