【摘要】：高精度絕對重力測量在地球科學(xué)、重力輔助導(dǎo)航、基礎(chǔ)物理研究等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。冷原子干涉重力儀因具有高精度測量重力加速度絕對值的特點,近年來得到廣泛關(guān)注和快速發(fā)展。增大重力引起的物質(zhì)波干涉相移是提升原子重力儀性能的重要方式。基于Bragg衍射的原子波包操控技術(shù),能夠增加不同干涉路徑上的原子波包的動量差異,進而提升標(biāo)度因子、增大干涉相移,為實現(xiàn)更高分辨率的原子干涉重力儀提供了可能。本論文在課題組前期工作的基礎(chǔ)上,設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于Bragg衍射的原子干涉重力儀,主要的工作概括如下:(1)設(shè)計并完成了一套由1560 nm到780 nm的高功率、低相噪激光倍頻系統(tǒng),實現(xiàn)了倍頻效率為30%、功率高達9 W的780 nm激光光源,并將其用于高功率Bragg光和Raman光的制備。(2)實現(xiàn)原子的Bragg衍射,最高轉(zhuǎn)移8光子動量,效率達到60%;實現(xiàn)了基于Bragg衍射的原子干涉重力測量,測量靈敏度達到4.5 × 10-8g/Hz1/2(g = 9.8 m/s2),積分1000 s后分辨率達到1.6 μGal(1μGal =10-9 g),并進行了 3天的連續(xù)重力測量,漂移小于1μGal。(3)提出并實現(xiàn)一種基于Raman譜的方法進行末態(tài)探測,解決了末態(tài)探測時原子波包重疊的問題。實現(xiàn)了 n=1階T=250 ms的Bragg干涉重力測量,其測量靈敏度達到1.9×10-8g/Hz1/2,積分1000 s后分辨率達到0.7μGal,比同類型的Bragg干涉重力儀分辨率提高了近3倍。(4)在同一裝置中比較了 Bragg型干涉儀和Raman型干涉儀對磁場的響應(yīng),驗證了 Bragg干涉儀對磁場更加不敏感,為下一步利用Bragg干涉儀檢驗基本物理規(guī)律奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O314;TH744.3

【參考文獻】

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本文編號：2764348