用于量子剪切干涉仪中拉曼激光反射镜的精密倾斜控制平台

作     者：冀聪 

作者单位：浙江工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林强;王肖隆

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：量子相位剪切干涉仪 精密倾斜控制平台 压电陶瓷致动器 拉曼激光反射镜 

摘      要：量子相位剪切干涉仪是基于物质波干涉的高精密测量仪器,在重力测量、资源勘探、地震观测、惯性导航等方面有十分重要的应用,拉曼激光反射镜的精密倾斜控制平台是其系统中重要的组成部分,其也是区分量子剪切干涉仪与传统冷原子重力仪的重要指标,拉曼激光反射镜的精密倾斜控制平台的精度也直接影响了量子相位剪切干涉仪的测量精度。因此,根据冷原子干涉及精密压电陶瓷控制的原理,本文研制了一套用于量子相位剪切干涉仪中拉曼激光反射镜的精密倾斜控制平台控制系统,本文的工作主要包含如下几个方面:(1)设计了一套可用于量子相位剪切干涉仪中的精密倾斜控制平台,该平台采用精密压电陶瓷致动器驱动,为了减少材料本身形变对平台控制精度的影响,新设计的平台的传动部分采用三对高刚度石英做成的球头与弧形槽的组合装置,本文通过新设计的由PSD和球透镜组合的精密位移探测装置测得该精密倾斜控制平台沿z轴的位移分辨率优于100nm,倾斜角度分辨率优于0.5μrad。(2)设计了一套精密倾斜控制平台控制系统,该系统主要由主控制器、位移探测模块、数模转换模块、高压驱动模块组成,可实现快速精确的倾斜控制。实验表明,该精密倾斜控制平台控制系统可准确的抑制外界环境扰动对控制精度的影响,其控制倾斜精度可达到0.5μrad,满足量子剪切干涉仪对拉曼激光反射镜的位移及倾斜控制要求。