本文從原子物質(zhì)波的干涉原理出發(fā),圍繞著原子剪切干涉儀中的原子物質(zhì)波動(dòng)力學(xué)研究,詳細(xì)闡述了光與原子相互作用、原子點(diǎn)源模型和拉曼反射鏡平臺(tái)控制等方面的內(nèi)容。本文從原子干涉的原理出發(fā),計(jì)算和分析了光與原子物質(zhì)波的相互作用及受激拉曼躍遷過程,通過求解光學(xué)布洛赫方程獲得原子物質(zhì)波的末態(tài)概率,運(yùn)用圖表法對(duì)原子物質(zhì)波的躍遷概率進(jìn)行分析使原子物質(zhì)波的干涉過程更加清晰和明了。本文進(jìn)行了原子點(diǎn)源模型的建立,并通過原子點(diǎn)源模型仿真了原子點(diǎn)源模型的密度分布和空間頻率域的頻率分布,利用原子點(diǎn)源模型對(duì)相位剪切干涉儀中原子物質(zhì)波的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。本文還比較了剪切干涉儀與原子重力儀的異同,進(jìn)行了相位剪切干涉儀的系統(tǒng)誤差分析,并詳細(xì)分析了多普勒效應(yīng)和科里奧里力對(duì)原子相位產(chǎn)生的影響。本文設(shè)計(jì)和建立了一套拉曼反射鏡平臺(tái)和一套基于透射式空氣隙激光干涉的微位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置,并通過微位移測(cè)量裝置準(zhǔn)確測(cè)量了拉曼反射鏡平臺(tái)的微小位移變化,相對(duì)測(cè)量分辨率優(yōu)于10nm,絕對(duì)測(cè)量不確定度優(yōu)于5%。本文通過一種外加微小位移變化,并對(duì)外加位移前后的激光強(qiáng)度分布求差的方法,提高了干涉信號(hào)的信噪比,將掩沒在背景光、雜散光等干擾和噪聲中的干涉圖樣... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）懸掛式光學(xué)邁克爾遜干涉儀原理圖及（b）LIGO利文斯頓天文臺(tái)航拍照[7]

圖 1-2 （a）FG5-X 和 FGL 絕對(duì)重力儀的照片和（b）超導(dǎo)相對(duì)重力儀 GWR及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的照片[24]Figure 1-2. (a) a photograph of FG5-X and FGL Absolute Gravity Meters, and (b) aphotograph of the superconducting gravimeter GWR with its data acquisition system早期的原子重力儀體積較大，較少對(duì)儀器進(jìn)行移動(dòng)和搬運(yùn)等操作。近年來新技術(shù)的成功應(yīng)用，原子重力儀小型化[25]成為可能，也讓原子重力儀在地下的勘探、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)、慣性導(dǎo)航、全球重力場(chǎng)的監(jiān)控和地球物理等領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的研究單位主要包括浙江大學(xué)[16]、浙江工業(yè)大學(xué)[25]、華技大學(xué)、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院武漢數(shù)物所和上海光機(jī)所[26]等。許多原子重力儀小組都也已經(jīng)取得了不錯(cuò)的研究成果，例如法國(guó)的 LNE-SYR ONERA 小組、德國(guó)的 Peter 小組[27]、意大利的 Tino 小組[28]、美國(guó)斯坦福大 S.Chu 小組[29]和 Kasevich 小組[30]等。.3 原子干涉儀測(cè)量基礎(chǔ)

冷原子干涉儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類主要包括激光光路系統(tǒng)、干涉儀探頭系統(tǒng)、拉曼反射鏡控制平臺(tái)系統(tǒng)和電驅(qū)系統(tǒng)等四大部分。圖1-3 冷原子干涉儀系統(tǒng).（a）冷原子絕對(duì)重力儀探頭;（b）課題組第一代激光光路系統(tǒng)[39]Figure 1-3. Cold atom interferometer system. (a) Cold atom absolute gravimeter probe;(b) Thefirst-generation laser optical path system of our research group如圖 1-3（a）所示，干涉儀探頭主要包括：真空腔體（2D-MOT 和 3D-MOT）、離子泵、抽氣管道、銣源、熒光收集系統(tǒng)、熒光探測(cè)系統(tǒng)、微波系統(tǒng)、磁場(chǎng)線圈（C 場(chǎng)線圈、地磁場(chǎng)補(bǔ)償線圈、反赫姆霍茲線圈）、原子數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)、隔振系統(tǒng)（包(a) (b)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]環(huán)境和介質(zhì)對(duì)測(cè)溫結(jié)果的影響[J]. 王子軒,吳堅(jiān),戴長(zhǎng)建.  光譜學(xué)與光譜分析. 2017(07)
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博士論文
[1]可移動(dòng)原子重力儀關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王啟宇.浙江大學(xué) 2015
[2]高精度冷原子重力儀噪聲與系統(tǒng)誤差研究[D]. 吳彬.浙江大學(xué) 2014
[3]基于原子干涉的高分辨率引力測(cè)量[D]. 王肖隆.浙江大學(xué) 2011
[4]原子干涉重力測(cè)量原理性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 周敏康.華中科技大學(xué) 2011
[5]拉曼脈沖型原子干涉儀的基礎(chǔ)研究[D]. 韓順利.浙江大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3055099