本文關(guān)鍵詞：原子干涉儀中DDS精密控制激光頻率的研究

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【摘要】：重力加速度g是地球重力場中的關(guān)鍵物理參數(shù),高精度的重力測量廣泛應用于基礎(chǔ)物理、地球物理等研究領(lǐng)域中。因此,研制亞微伽級高精度原子干涉重力儀具有非常重要的科學意義。在原子干涉重力儀的冷原子噴泉和Raman躍遷過程中,需要對激光的頻率進行精確控制。為了滿足可移動的原子干涉重力儀對小型化DDS信號源的要求,我們設(shè)計實現(xiàn)了一種緊湊穩(wěn)定的DDS信號源。為了更好地實現(xiàn)DDS的人機交互界面,我們通過LabVIEW編寫程序?qū)崿F(xiàn)單片機與PC機之間的通信。在冷原子噴泉準備階段,DDS作為AOM的驅(qū)動,其頻率直接決定原子團的速度并且影響原子團的溫度。我們選用直接測頻法評估了DDS信號源輸出的單頻穩(wěn)定性及其準確性。從實驗結(jié)果可知,我們研制的DDS信號源的頻率輸出為110MHz時,其穩(wěn)定性在100s積分時間內(nèi)達到121.0 10-×水平,頻率準確性達到4.5 1010-×,頻率調(diào)整步進精度在μHz左右。DC到135MHz頻率可調(diào)的自制DDS信號源已經(jīng)用在我們的原子噴泉中,用于冷卻和上拋冷原子。在原子干涉階段,課題組采用光學鎖相環(huán)(OPLL)將從激光器的相位鎖定在主激光器上進而實現(xiàn)低相噪的Raman光。DDS作為OPLL的本地參考,通過DDS線性掃頻實現(xiàn)主從激光器頻率差的線性啁啾,從而補償在原子自由下落過程中重力引起的多普勒頻移。通過找出干涉的中心條紋,我們可以得到重力加速度/effg=αk。由此可以看出,掃頻斜率的任何噪聲都會貢獻到g值的測量中。我們采用拍頻的測量方法精確測量了DDS掃頻斜率的穩(wěn)定性,DDS信號源掃頻斜率的相對穩(wěn)定性達到11/5.7 10@1sαsα-=×,滿足亞微伽級原子干涉重力儀的需求。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH76

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