量子真空计量中的气体折射率测量方法研究

作     者：范栋 李得天 习振华 贾文杰 成永军 Fan Dong;Li Detian;Xi Zhenhua;Jia Wenjie;Cheng Yongjun

作者机构：兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室甘肃兰州730010 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2021年第48卷第23期

页      面：43-50页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(62071209) 

主　　题：测量 真空计量 量子化 法布里-珀罗谐振腔 气体折射率 不确定度 

摘      要：为提高真空度测量的准确性和测量系统的稳定性,使用气体密度对真空量值进行表征。依托法布里-珀罗激光谐振腔,利用电磁波与气体分子的相互作用,通过量子动力学建立宏观介电常数与微观极化参数的联系,可实现气体密度的精密测量,从而建立量子真空计量标准。为减小谐振腔腔长变化对测量结果的影响,选用10^(3)Pa恒压参考点的谐振频率作为参考,进行氦气折射率的测量。利用从头计算理论,得出了各压力点下氦气折射率理论值。推导出了低真空恒压参考点下的折射率测量表达式,利用基于法布里-珀罗激光谐振腔的量子真空测量装置,在10^(3)Pa恒定压力参考点下,通过Pound-Drever-Hall锁频技术和拍频技术精确测量腔内激光频率变化,测出了氦气折射率,并得出折射率参数的测量不确定度。与10^(-5)Pa高真空参考点下的折射率测量值进行对比分析,结果表明基于恒压参考点的折射率测量方法可有效提高折射率测量准确度。