基于量子弱测量技术的角速度测量研究

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微小角速度的测量可应用于光纤陀螺等领域。目前,原子干涉测量,光场轨道角动量测量等是已有的角速度测量方案。Y.Aharonov等人提出的弱测量方法,在微小物理量的量子精密测量方面也具有独特的优势。为拓展弱测量方法在微小物理量精密测量领域的应用,本文将弱测量技术与光学精密测量结合,提出一种测量微小角速度的实验方案。该方案中,半波片以恒定角速度转动,产生微小的相位变化,经过后选择过程后,该变化转化为可观测的光功率变化。通过测量功率变化,计算强度对比度,可确定角速度的测量值。最终,实验测量到的角速度为(3.52±0.02)× 10-5 rad/s,放大倍数为143。研究表明,同等条件下,弱测量与平衡零差探测方法强度对比度比值可达80,前者放大效应更明显。这一研究结果与前期工作相比,测量的最小角速度降低一个数量级,精度提高两个数量级,实用性更强,制作成本更低,能够为高精度角速度传感器的设计提供新思路,在促进弱测量方法的实际推广方面有重要意义。
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