[发明专利]一种调控原子光栅的反射系数和相位的方法

权利要求书

1.一种调控原子光栅的反射系数和相位的方法，首先利用两脉冲Talbot-Lau原子干涉仪形成原子光栅，两脉冲分别为第一驻波脉冲和第二驻波脉冲；其特征在于：

(1)通过控制第二驻波脉冲的作用时间来调控原子光栅的反射系数；原子光栅的反射系数R与原子光栅的幅度ρ(x,Δt)成正比，关系式为：

其中Δt＝t-2T是原子光栅存在的时间窗口，t是原子光栅演化时间，T是第一驻波脉冲和第二驻波脉冲之间的时间间隔，u是原子样本沿x轴的最概然速率，Q是形成干涉仪的衍射驻波脉冲的等效波矢，J₂(x)是二阶贝塞尔函数，Θ₂＝Ωτ是第二驻波脉冲的作用面积，τ是第二驻波脉冲的作用时间，Ω是双光子拉比振荡频率，ω_Q是原子的双光子反冲震荡频率，φ是原子光栅的相位；通过改变第二驻波脉冲的作用时间τ来改变第二驻波脉冲的作用面积Θ₂，从而改变原子光栅的反射系数R；

(2)通过控制第二驻波脉冲相对于第一驻波脉冲的相位变化，来调控原子光栅的相位；原子光栅的相位公式为：

其中，a是由沿着第一、二驻波脉冲方向的加速度，是第一驻波脉冲的相位，是第二驻波脉冲的相位；第二驻波脉冲相对第一驻波脉冲的相位差控制方法是，分别采用两个声光调制器控制形成第二驻波脉冲的两束激光，通过调整两个声光调制器对应的驱动源的频率差Δf，并控制频率差的累积时间T_d，获得第二驻波脉冲相对第一驻波脉冲的相位差

2.根据权利要求1所述的调控原子光栅的反射系数和相位的方法，其特征在于：所述原子干涉仪，采用碱金属原子作为原子源，原子源需要处在激光冷却后的状态或玻色爱因斯坦凝聚体的状态；所述原子干涉仪的时序为{T₁＝0,T₂＝T}，其中，第一驻波脉冲为两束激光形成的驻波激光光栅，脉冲作用面积Θ₁为2～10；第二驻波脉冲为两束激光形成的驻波激光光栅，脉冲作用面积Θ₂为2；原子光栅形成于t＝2T时刻，持续时间为4μs。

3.根据权利要求1所述的调控原子光栅的反射系数和相位的方法，其特征在于：第二驻波脉冲的作用时间的控制方法是，分别采用两个声光调制器控制形成第二束驻波脉冲的两束激光，通过用一个高速射频开关同时控制两个声光调制器的射频驱动的通断，实现对于两束激光即驻波脉冲开通时间的控制，其中高速射频开关的开断时间低于20ns。

4.根据权利要求1所述的调控原子光栅的反射系数和相位的方法，其特征在于，根据相位差获得计算原子光栅的最终相位φ′：