Noise-induced servo errors in optical clocks utilizing Rabi interrogation
Julkaisuvuosi
2023
Tekijät
Lindvall, Thomas; Wallin, Anders e; Hanhijärvi, Kalle; Fordell, Thomas
Abstrakti:
We show that in optical clocks based on Rabi interrogation, both laser-frequency and magnetic-field flicker (1/f) noise with zero mean can lead to servo errors at the 10-18 level if the negative-detuning (red) and positive-detuning (blue) sides of the transition are always probed in the same order. This is due to the strong correlations of flicker noise in combination with an imbalance in the response of the servo discriminator to positive and negative differential frequency noise between the red- and blue-side probing. This imbalance is particularly large for a normalized discriminator. We derive an analytical expression for the servo error based on the correlation function of the laser-frequency or magnetic-field noise and compare it to numerical servo simulations to demonstrate how the error depends on the noise level, servo parameters, and probing sequence. We also show that the servo error can be avoided by normalizing the discriminator with a moving mean or by reversing the red/blue probing order for every second servo cycle.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Volyymi
60
Numero
4
Artikkelinumero
045008
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1088/1681-7575/acdfd4
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä