本文選題：原子干涉儀 + 重力梯度儀��； 參考：《中國科學院研究生院(武漢物理與數(shù)學研究所)》2015年碩士論文

【摘要】：原子重力梯度儀是一種新型的高精度重力梯度測量儀器,在基礎物理研究、資源勘察、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域均具有極其重要的意義和廣闊的應用前景。在原子重力梯度儀中,需用拉曼(Raman)激光脈沖對冷原子團進行分束、反射、合束操作使其發(fā)生干涉,并通過提取干涉條紋的相位計算得到重力加速度及重力梯度的數(shù)值。因此,拉曼激光的光強噪聲、相位噪聲和頻率噪聲均為原子重力儀及重力梯度儀中非常重要的噪聲來源,拉曼激光的技術(shù)指標直接決定了重力及重力梯度儀的測量精度。本學位論文根據(jù)原子重力梯度儀對拉曼激光的需求,設計并實現(xiàn)了一套用于水平分量原子重力梯度測量的大功率、低相噪、窄線寬、集成化特征拉曼激光系統(tǒng),取得的主要成果如下：1、理論分析了各實驗物理參數(shù)對重力梯度測量靈敏度的影響和原子重力梯度儀測量指標對拉曼激光的參數(shù)的需求。2、設計了小型拉曼激光系統(tǒng)的實施方案,并開展了相關(guān)的半導體激光器、激光功率放大器、光纖電光調(diào)制器等關(guān)鍵部件的研制和調(diào)試工作。3、研制成功可用于原子重力梯度儀的拉曼激光系統(tǒng),對拉曼激光系統(tǒng)的光強穩(wěn)定性、相位噪聲、頻率噪聲等一系列指標參數(shù)進行了測量與評估。4、分析了拉曼激光系統(tǒng)對重力梯度測量的噪聲和系統(tǒng)誤差的影響,其中由拉曼激光相位噪聲、光強起伏噪聲以及頻率噪聲對單次重力梯度測量噪聲的貢獻分別為3E、12E、和5E,可滿足亞E精度重力梯度測量對拉曼激光的需求。
[Abstract]:Atomic gravimeter is a new type of high precision gradient-measuring instrument, which has great significance and broad application prospect in the fields of basic physics research, resource investigation and environmental monitoring and so on.In the atomic gradiometer, Raman Raman laser pulse is used to beam the cold atomic cluster, reflect and combine the beam operation to make it interfere. The gravity acceleration and gravity gradient are calculated by extracting the phase of the interference fringes.Therefore, the intensity noise, phase noise and frequency noise of Raman laser are very important sources of noise in the atomic gravimeter and gradiometer. The technical specifications of Raman laser directly determine the measuring accuracy of gravity and gravity gradiometer.According to the demand of atomic gradiometer for Raman laser, a set of high power, low phase noise, narrow linewidth and integrated characteristic Raman laser system for horizontal component atomic gravity gradient measurement is designed and implemented in this dissertation.The main achievements are as follows: 1. The influence of experimental physical parameters on the sensitivity of gravity gradient measurement and the requirement of the parameters of atomic gradiometer for Raman laser are analyzed theoretically. The implementation scheme of a small Raman laser system is designed.The related key components, such as semiconductor laser, laser power amplifier, optical fiber electro-optic modulator and so on, have been developed and debugged. The Raman laser system can be used in atomic gradiometer successfully.A series of parameters such as intensity stability, phase noise and frequency noise of Raman laser system are measured and evaluated. The influence of Raman laser system on the noise and systematic error of gravity gradient measurement is analyzed.The contributions of Raman laser phase noise, intensity fluctuation noise and frequency noise to the single gravity gradient measurement noise are 3E1e and 5e, respectively, which can meet the need of sub-E precision gravity gradient measurement for Raman laser.
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(武漢物理與數(shù)學研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN249

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本文編號：1757719