[发明专利]分叉波导原子陀螺仪

摘要

分叉波导原子陀螺仪。波导包括具有耦合到环路区段并且被基于在波导之上行进的原子的量子力学波函数的部分的速度而确定的角度分开的第一和第二分叉端的叉状物。波导传播具有排斥原子远离波导的第一渐逝场的蓝失谐激光以及具有朝向波导吸引原子的第二渐逝场的红失谐激光，其一起创建势能最小值/阱。激光冷却原子，引起位于势能最小值/阱中的原子遵循势能最小值/阱朝向第一叉状物区段移动。原子状态初始化区段将原子的原子状态初始化成已知基态配置。分束器区段将分叉波导的表面之上的每个原子的量子力学波形分裂成处于第一速度的第一部分和处于第二速度的第二部分。

主权项

一种分叉波导（100、200A、200B、200C），其包括：具有第一端和与该第一端相对的第二端的第一区段；具有第一单端的第一叉状物区段（208），该第一叉状物区段还具有第一分叉端（236）和与第一单端相对的第二分叉端（238），第一叉状物区段的第一单端耦合到第一区段的第一端，第一叉状物区段（208）配置有在第一分叉端（236）和第二分叉端（238）之间的第一角度，基于配置成在波导（100、200A、200B、200C）之上行进的原子的量子力学波函数的部分的速度来确定该第一角度；以及具有第一环路端和第二环路端的第一环路区段（210），该第一环路端耦合到第一叉状物区段（208）的第一分叉端（236）并且第二环路端耦合到第一叉状物区段（208）的第二分叉端（236）；其中该分叉波导（100、200A、200B、200C）被配置成传播蓝失谐波导激光，该蓝失谐波导激光处于高于在分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）之上的原子的谐振原子频率的第一频率，该蓝失谐激光具有在分叉波导的表面之上延伸第一距离的第一渐逝场（110），该第一渐逝场排斥原子远离分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）；其中该分叉波导（100、200A、200B、200C）被配置成传播红失谐波导激光，该红失谐波导激光处于低于在分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）之上的原子的谐振原子频率的第二频率，该红失谐激光具有在分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）之上延伸比第一距离更大的第二距离的第二渐逝场（108），该第二渐逝场朝向分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）吸引原子；其中该第一渐逝场（110）和第二渐逝场（108）在分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）之上创建势能最小值（102），其中该原子被悬浮在势能最小值（102）中；其中该分叉波导（100、200A、200B、200C）的第一区段包括：位于第一区段的第一端和第一区段的第二端之间的激光冷却区段（202），该激光冷却区段（202）被配置成在对于分叉波导（100、200A、200B、200C）的第一区段的横向方向上将至少第一组原子冷却下来，引起位于分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）之上的势能最小值（102）中的该至少第一组原子遵循分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）之上的势能最小值（102）在第一纵向方向上朝向第一叉状物区段（208）移动；位于激光冷却区段（202）和第一叉状物区段（208）之间的第一原子状态初始化区段（204），该第一原子状态初始化区段（204）被配置成将遵循分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）之上的势能最小值（102）在第一纵向方向上移动的该至少第一组原子的原子状态初始化成已知基态配置；以及位于第一原子状态初始化区段（204）和第一叉状物区段（208）之间的第一分束器区段（206），该第一分束器区段（206）被配置成将遵循分叉波导（100、200A、200B、200C）的表面（104）之上的势能最小值（102）在第一纵向方向上移动的该至少第一组原子中的每个原子的量子力学波函数分裂成具有第一速度的第一部分和具有不同于第一速度的第二速度的第二部分，其中该第一部分行进到分叉波导（100、200A、200B、200C）的第一叉状物区段（208）的第一分叉端（236）中并且行进到第一环路区段（210）的第一环路端中，并且其中该第二部分行进到分叉波导（210）的第一叉状物区段（208）的第二分叉端（238）中并且行进到第一环路区段（210）的第二环路端中。