高精密的原子干涉仪是超冷原子物理的重要研究内容之一。不断提高原子干涉仪的测量精度，同时使原子干涉仪装置变得更加小巧，不只是对现有实验技术的改进，也对新的原子干涉仪工作原理提出了要求。基于处于谐振子势中冷原子量子动力学特性的深入研究，我所李卫东教授与意大利科学院研究员、山西省“百人计划”合作教授A.Smerzi教授提出了一种全新的原子干涉仪工作原理：利用囚禁简谐势(反射镜作用)中超冷原子在Kapitza-Dirac（KD）光脉冲(相干原子分束作用)的动力学特性，在世界上首次提出了实现多模式原子干涉仪的实验方案，其测量精度取决于光场的特征长度与简谐势的特征长度之比，在原理上较以往原子干涉仪有较大提高。同时简谐势也最大程度地减少了测量过程中原子数的减少，也有利于提高原子干涉仪的精度。
在该原理中，原子干涉仪的分束效果是用KD脉冲（非共振的光驻波）来实现的，之后处于谐振子势的原子束被分成多束（或者说是多模式，其数目正比于ＫＤ强度），与初始原子束相同原子束。在谐振子势阱作用下，这些原子束在整周期自动汇集时，再加第二次ＫＤ光脉冲。这样就完成了一次完整的动力学过程。建议测量时间在别一半周期时刻，此时，不同模式的原子束处于空间完全分开的状态，对其粒子数的测量可估计相邻模式原子束的不同位相。利用Fisher信息和Cramér-Rao下限，我们解析地计算了该干涉仪的精度，结果表明测量精度随着模式数的增加而增加，同时与不同模式波包能达到最大分离的距离成正比。波包占据的最大的、可分开的距离与谐振子势阱的特征长度有关（这个长度也就是干涉仪的大小），利用现有的实验技术，约为毫米量级。对于测量重力加速度而言，使用谐振子势阱中的冷却原子，在独立相干测量的情况下，可以得到 。这个精度比目前的干涉仪高两个数量级。通过对有限温度情况的考虑，发现该原子干涉仪原理，可对有限温原子气体适用。该新原子干仪涉仪原理，对提高测量精度、缩小干涉仪尺度有重要意义，正如审稿人所言：“据我所知，该文所提出的多模式干涉仪是全新的，一个可操作的、提高对重力测量几个量级的原子干涉仪方案，肯定是本领域的一个重要进展。”

该工作已经在最近物理学国际权威学术期刊《物理评论快报》上发表（PhysRevLett.113.02300（2014）），详细情况可见：
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.113.023003