高分辨率原子干涉重力測量實驗研究.pdf

1、重力加速度是地球物理場的重要參數(shù)之一，高精度的重力測量在地球物理、大地測量以及基礎(chǔ)物理等研究領(lǐng)域具有十分重要的意義。冷原子干涉絕對重力測量因具有潛在靈敏度高以及可長期連續(xù)觀測等優(yōu)點而受到日益廣泛的重視，成為高精度重力測量的重要手段之一。實驗室從2006年開始搭建第一套原子干涉重力測量系統(tǒng)，2011年實現(xiàn)靈敏度為5.5×10-8g/Hz1/2的重力測量，100s積分時間重力測量分辨率好于5.5μGal(1μGal=10-8m/s2)。

2、r>　　本人博士期間的主要任務(wù)是在前期工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高重力測量水平，主要工作成果如下：①在第一套系統(tǒng)的基礎(chǔ)上分析主要噪聲限制并設(shè)計搭建第二套原子干涉重力測量系統(tǒng)。主要改進(jìn)包括增加2D-MOT減低原子散粒噪聲的影響，同時壓低光學(xué)鎖相環(huán)噪聲以降低Raman光相位噪聲影響。②在上述改進(jìn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行重力測量實驗，最終重力測量短期靈敏度達(dá)到4.2μGal/Hz1/2，100s積分時間重力測量分辨率好于0.5μGal。該結(jié)果將之前的國際最好水

3、平（Stanford2008：8μGal/Hz1/2）提高約兩倍。③為了直接證明系統(tǒng)的重力測量分辨率，提出并開展利用吸引質(zhì)量對原子干涉重力測量系統(tǒng)的分辨率標(biāo)定實驗，實驗結(jié)果顯示系統(tǒng)分辨率好于0.5μGal@100s。④進(jìn)行相關(guān)噪聲調(diào)制實驗，結(jié)果顯示原子散粒噪聲、殘余振動噪聲以及Raman光相位噪聲不是限制系統(tǒng)靈敏度進(jìn)一步提高的主要因素，其中殘余振動對干涉儀的噪聲貢獻(xiàn)約為0.1μGal@100s。這說明我們的重力測量分辨率有望進(jìn)一步提高至