“天琴計(jì)劃”利用長(zhǎng)基線空間激光干涉測(cè)量由引力波引起的兩自由落體狀態(tài)檢驗(yàn)質(zhì)量微小間距變化,其中關(guān)鍵技術(shù)之一是高精度慣性傳感器。目前常用的高精度慣性傳感器主要基于電容位移測(cè)量,通過(guò)測(cè)量檢驗(yàn)質(zhì)量與電容極板之間耦合電容的變化來(lái)測(cè)量檢驗(yàn)質(zhì)量的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是集成度高、穩(wěn)定性好、技術(shù)成熟;主要缺點(diǎn)在于檢驗(yàn)質(zhì)量自由活動(dòng)空間小,不適用于無(wú)拖曳測(cè)量模式。電容式測(cè)量還存在較大的反饋靜電力擾動(dòng),限制了檢驗(yàn)質(zhì)量的殘余加速度水平。近年來(lái),光學(xué)式傳感成為慣性傳感器的熱門研究方向。2015年成功發(fā)射的LISA Pathfinder探測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星首次利用激光干涉測(cè)量實(shí)現(xiàn)了5×10-15 m/s2加速度噪聲水平的無(wú)拖曳測(cè)量。本論文圍繞天琴計(jì)劃所需的慣性傳感器中檢驗(yàn)質(zhì)量多自由度的光學(xué)傳感展開(kāi)討論,分析并比較了多種光學(xué)式位移和角度的測(cè)量方法,最終選擇利用激光外差干涉的方式對(duì)檢驗(yàn)質(zhì)量多自由度光學(xué)傳感系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)合高精度相位測(cè)量達(dá)到了皮米級(jí)位移分辨率和納弧度級(jí)角度分辨率,可用于天琴計(jì)劃慣性傳感器中檢驗(yàn)質(zhì)量的多自由度姿態(tài)傳感�；诙嗦芳す飧缮鏈y(cè)量原理,本論文研究了一套二自由度高精度測(cè)量系統(tǒng),可用于空間慣性傳感以及其他需要超精... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：138 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 引力波探測(cè)
    1.2 課題研究背景
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 高精度干涉測(cè)量系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.1 激光干涉測(cè)量原理
    2.2 干涉儀系統(tǒng)方案概述
    2.3 方案論證
    2.4 方案比較
    2.5 本章小結(jié)
3 干涉儀系統(tǒng)的搭建與調(diào)制測(cè)試
    3.1 干涉儀系統(tǒng)模塊
    3.2 測(cè)試平臺(tái)的搭建
    3.3 干涉儀系統(tǒng)調(diào)制測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
4 干涉測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.1 位移測(cè)量結(jié)果
    4.2 角度測(cè)量結(jié)果
    4.3 本章小結(jié)
5 多自由度耦合的理論分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    5.1 檢驗(yàn)質(zhì)量多自由度運(yùn)動(dòng)耦合的理論分析
    5.2 多自由度運(yùn)動(dòng)耦合測(cè)試系統(tǒng)組成
    5.3 多自由度運(yùn)動(dòng)耦合測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士期間發(fā)表的論文
附錄2 差分波前傳感和光杠桿非線性響應(yīng)理論推導(dǎo)
附錄3 matlab數(shù)據(jù)處理程序
附錄4 檢驗(yàn)質(zhì)量ZYGO干涉儀面形測(cè)試


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]星載激光穩(wěn)頻原理演示系統(tǒng)的研制[D]. 駱?lè)f欣.華中科技大學(xué) 2016
[2]外差激光干涉儀中的高精度相位測(cè)量研究[D]. 梁浴榕.華中科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]十米長(zhǎng)基線雙頻激光干涉測(cè)距演示系統(tǒng)搭建與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 閆奇眾.華中科技大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3192013