原子干涉轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量中的激光頻率控制研究.pdf

1、原子干涉儀作為高靈敏度的慣性傳感器可以精確測(cè)量重力加速度、引力常數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度等重要物理量，在慣性導(dǎo)航、大地勘探、環(huán)境監(jiān)察等方面有重要的應(yīng)用。因此，研制原子干涉儀具有重要科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。原子干涉陀螺儀是一種精確測(cè)量轉(zhuǎn)速的儀器，因其具有潛在的高靈敏度而受到廣泛關(guān)注。
　　原子干涉陀螺儀利用一對(duì)相位相干的Raman光操控原子實(shí)現(xiàn)干涉，該過(guò)程要高精度控制激光頻率和相位。原子干涉過(guò)程中Raman光相位噪聲會(huì)直接進(jìn)入到干涉儀相移中，從而

2、影響轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量的精度。在課題組前期工作的基礎(chǔ)上，我們利用光學(xué)鎖相環(huán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了四脈沖原子干涉陀螺儀所需要的Raman光，在原子干涉儀對(duì)Raman光相位噪聲比較敏感的頻段（1kHz~100kHz），Raman光相位噪聲被壓制到-95dBc/Hz，滿足課題組目前原子干涉陀螺儀研制需求。
　　制備高質(zhì)量的冷原子源是原子干涉陀螺儀需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一，我們課題組利用偏振梯度冷卻的方法獲得超冷原子噴泉，在偏振梯度冷卻過(guò)程中需要改變冷卻光的頻率

3、，之前方案是利用AOM的一級(jí)衍射光作為冷卻光，在偏振梯度冷卻過(guò)程中通過(guò)改變AOM驅(qū)動(dòng)頻率實(shí)現(xiàn)冷卻光頻率的變化，該方法受到AOM移頻量變化范圍的限制，移頻的最大變化量為60MHz，而且衍射光頻率變化伴隨著光強(qiáng)的變化，不利于獨(dú)立地調(diào)節(jié)影響原子噴泉質(zhì)量的參數(shù)。為克服 AOM的缺點(diǎn)，我們利用 FVC（Frequency Voltage Converter）作為鑒頻器實(shí)現(xiàn)冷卻光的穩(wěn)頻和大范圍移頻，冷卻光頻率短期穩(wěn)定性在1MHz以內(nèi)，滿足原子冷卻囚