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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Wiscman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Hamilton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。