本文關(guān)鍵詞：磁場(chǎng)穩(wěn)定性對(duì)原子重力儀精密測(cè)量的影響

  更多相關(guān)文章： 原子重力儀 二階塞曼效應(yīng) 相位噪聲 磁場(chǎng)鎖定

【摘要】：自1991年第一臺(tái)冷原子重力儀問世以來,高精度原子重力儀的研制一直是冷原子領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。由于二階塞曼效應(yīng)的存在,當(dāng)外界環(huán)境磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),會(huì)在系統(tǒng)中引入相位噪聲,同時(shí)地磁場(chǎng)的長(zhǎng)漂也限制了冷原子重力儀絕對(duì)精度的提高。另外,干涉區(qū)環(huán)境磁場(chǎng)的穩(wěn)定性和均勻性也會(huì)影響原子的相干特性,降低原子干涉條紋的對(duì)比度。目前,國(guó)際上大部分課題組采用坡莫合金對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽的方法來屏蔽地球磁場(chǎng),減少環(huán)境磁場(chǎng)的干擾,提高C場(chǎng)的均勻性。本課題擬以提高重力加速度測(cè)量的精度為目標(biāo),通過磁場(chǎng)補(bǔ)償和磁場(chǎng)鎖定的方法,解決二階塞曼效應(yīng)對(duì)干涉相位的影響,通過將干涉區(qū)某個(gè)特定位置的磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和反饋鎖定以減少重力加速度測(cè)量的噪聲。本論文首先分析了原子重力儀中的磁場(chǎng)系統(tǒng),分析計(jì)算了二階塞曼效應(yīng)帶來的系統(tǒng)誤差和引入的相位噪聲。接著針對(duì)原子重力儀實(shí)驗(yàn),根據(jù)控制理論設(shè)計(jì)磁場(chǎng)鎖定方案的框架,詳細(xì)介紹了磁場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)、PID控制系統(tǒng)、選通系統(tǒng)、數(shù)字處理系統(tǒng)以及可控電流源五個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案及其研制。然后根據(jù)磁場(chǎng)鎖定的結(jié)果,分析了環(huán)境磁場(chǎng)引起的二階塞曼效應(yīng)對(duì)原子干涉條紋的相位影響,對(duì)比了磁場(chǎng)鎖定前后二階塞曼頻移的變化以及對(duì)原子重力儀測(cè)量精度的影響。磁場(chǎng)鎖定前相移為40mrad(約為100uGal),鎖定后可以減小到10mrad(約為25uGal)。最后進(jìn)一步對(duì)整個(gè)磁場(chǎng)鎖定系統(tǒng)給出了將來的改進(jìn)方案。
【關(guān)鍵詞】：原子重力儀 二階塞曼效應(yīng) 相位噪聲 磁場(chǎng)鎖定
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH761.5;O431.2
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-11
• 1. 緒論11-18
• 1.1. 重力儀的研究與應(yīng)用11-13
• 1.2. 原子重力磁場(chǎng)解決方案研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3. 本文的研究目的和意義16-18
• 2. 磁場(chǎng)對(duì)原子重力精密測(cè)量的噪聲分析18-27
• 2.1. 原子重力儀系統(tǒng)簡(jiǎn)述18-20
• 2.2. 原子重力儀磁場(chǎng)系統(tǒng)20-21
• 2.3. 磁場(chǎng)對(duì)重力測(cè)量結(jié)果的影響分析21-27
• 3. 磁場(chǎng)鎖定方案設(shè)計(jì)27-33
• 3.1. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理27-29
• 3.2. PID控制系統(tǒng)的基本控制規(guī)律29-31
• 3.3. 磁場(chǎng)穩(wěn)定方案簡(jiǎn)述31-33
• 4. 磁場(chǎng)鎖定軟硬件的研制33-51
• 4.1. 磁場(chǎng)探測(cè)系統(tǒng)33-37
• 4.2. PID控制系統(tǒng)37-41
• 4.3. 數(shù)字選通模塊41-43
• 4.4. 數(shù)字處理系統(tǒng)43-49
• 4.4.1. A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換電路43-44
• 4.4.2. D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路44-46
• 4.4.3. 鎖存器46-48
• 4.4.4. 數(shù)字處理系統(tǒng)小結(jié)48-49
• 4.5. 可控電流源49-51
• 5. 磁場(chǎng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)測(cè)試與結(jié)果分析51-54
• 5.1. 磁場(chǎng)穩(wěn)定性結(jié)果分析51-52
• 5.2. 磁場(chǎng)鎖定對(duì)原子重力儀精密測(cè)量的影響分析52-54
• 6. 總結(jié)與展望54-56
• 7. 參考文獻(xiàn)56-58

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周子超;魏榮;史春艷;李唐;王育竹;;Magnetic field measurement based on a stimulated two-photon Raman transition[J];Chinese Physics B;2011年03期

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本文編號(hào)：695585