Noise-induced servo errors in optical clocks utilizing Rabi interrogation
Publiceringsår
2023
Upphovspersoner
Lindvall, Thomas; Wallin, Anders e; Hanhijärvi, Kalle; Fordell, Thomas
Abstrakt
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.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal/Serie
Volym
60
Nummer
4
Artikelnummer
045008
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
2
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Licens för förläggarens version
CC BY
Parallellsparad
Nej
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
El-, automations- och telekommunikationsteknik, elektronik
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Nej
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1088/1681-7575/acdfd4
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja