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用于原子干涉测量的Raman光系统设计与实验

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光子学报 2021年第9期50卷 143-151页

作者：王先华贾森李军强中国科学院西安光学精密机械研究所光学定向与瞄准技术研究室西安710119 陕西师范大学物理学与信息技术学院西安710119

研究了基于光学锁相环技术的Raman光系统,系统包含参考光、主激光和从激光三束激光,其中参考光采用调制转移光谱稳频后用做频率基准,主激光相对于参考光频差1 GHz实现相对于激发态远红失谐以避免激光与原子的直接作用,从激光相对于主激... 详细信息

研究了基于光学锁相环技术的Raman光系统,系统包含参考光、主激光和从激光三束激光,其中参考光采用调制转移光谱稳频后用做频率基准,主激光相对于参考光频差1 GHz实现相对于激发态远红失谐以避免激光与原子的直接作用,从激光相对于主激光频差6.8 GHz用于激发87Rb原子基态超精细能级之间的跃迁,采用两套光学锁相环分别实现主、从激光的锁频锁相。测量结果表明,两套光学锁相环的相位噪声在100 Hz~1 MHz频段分别低于-70 dBc/Hz和-65 dBc/Hz,因此相位噪声对单次原子干涉重力测量的影响为5.3×10^(-7)。采用两台锥形放大器分别对主、从激光进行功率放大以保证主、从激光功率比严格为1∶2,采用光纤传输与空间光传输相结合的设计实现主、从激光的合束、偏振统一及频率调制,最终获得的Raman光总功率为180 mW。持续功率测量结果显示,在没有额外增加功率稳定元件的条件下Raman光的总功率最大起伏小于5%,满足原子干涉测量实验需求。

关键词：原子干涉测量 Raman激光脉冲受激Raman跃迁光学锁相环相位噪声

基于原子干涉测量的陀螺仪及其在惯导中的应用

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测绘科学与工程 2016年第2期36卷 74-78页

作者：蒋庆仙田育民孙笛西安测绘研究所陕西西安710054 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054

原子陀螺基于原子干涉仪的Sagnac效应，其在惯性参考系中测量转动角速率。原子是一种波，相对于光波，其具有短波长和高频率的特性。原子陀螺能够获得极高的测量精度和灵敏度，具有极大的技术潜力，主要应用于惯性导航、重力场和地球物... 详细信息

原子陀螺基于原子干涉仪的Sagnac效应，其在惯性参考系中测量转动角速率。原子是一种波，相对于光波，其具有短波长和高频率的特性。原子陀螺能够获得极高的测量精度和灵敏度，具有极大的技术潜力，主要应用于惯性导航、重力场和地球物理学研究等高精度测量领域。为了推进原子陀螺在测绘导航中的应用，本文介绍了原子陀螺的原理，阐述了利用原子陀螺进行转动角速率测量的方法，并评述了原子陀螺在惯性导航中的应用。

关键词：惯性导航原子陀螺原子干涉测量物质波 Sagnac效应

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水平对抛式原子干涉陀螺物理系统研制

仪器仪表学报 2022年第12期43卷 87-95页

作者：王先华贾森王一丁中国科学院西安光学精密机械研究所光电技术部西安710119

水平对抛式原子干涉陀螺以物质波和Sagnac效应为基础,能够对其载体在运动过程中水平方向上产生的角速度及角加速度进行高精度测量。陀螺的物理系统为原子的冷却、囚禁、干涉提供超高真空环境和特定磁场环境,并为激光操控和探测原子态提... 详细信息

水平对抛式原子干涉陀螺以物质波和Sagnac效应为基础,能够对其载体在运动过程中水平方向上产生的角速度及角加速度进行高精度测量。陀螺的物理系统为原子的冷却、囚禁、干涉提供超高真空环境和特定磁场环境,并为激光操控和探测原子态提供光学通路,是陀螺的核心部分。为了实现原子干涉测量并满足高精度测量的需求,在分析原子干涉陀螺运行原理的基础上明确了陀螺物理系统的功能及基本结构,理论分析了物理系统的真空度、磁场等关键指标,然后根据分析和设计结果研制了一套水平对抛式原子干涉陀螺物理系统,测量结果显示真空度可稳定维持在10^(-8)Pa量级,利用这套系统获得的冷原子团直径约6 mm、原子数量约8×10^(9)个、原子温度为12.8μK,满足后续原子干涉测量需求。

关键词：原子干涉测量陀螺仪角速度 Sagnac效应

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星载重力梯度仪的研究发展

数字通信世界 2015年第10期 25-31页

作者：王晓海空间电子信息技术研究院空间微波技术重点实验室西安710100

本文首先阐述了卫星重力梯度测量的实现与特点,其次介绍了重力梯度卫星GOCE任务及卫星核心载荷——重力梯度仪情况,论述了重力梯度仪的研究发展历程,重点探讨了一种新的基于原子干涉测量技术的绝对重力梯度仪,通过研究分析得出了这种绝... 详细信息

本文首先阐述了卫星重力梯度测量的实现与特点,其次介绍了重力梯度卫星GOCE任务及卫星核心载荷——重力梯度仪情况,论述了重力梯度仪的研究发展历程,重点探讨了一种新的基于原子干涉测量技术的绝对重力梯度仪,通过研究分析得出了这种绝对重力梯度仪具有测量精度高和应用领域广的优越性,最后提出我国发展卫星重力测量技术的建议。

关键词：重力场重力梯度测量重力梯度仪原子干涉测量绝对重力梯度仪

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原子干涉重力仪及其研究进展

测绘科学与工程 2018年第2期38卷 69-73页

作者：蒋庆仙王元明段渭超孙笛西安测绘研究所陕西西安710054 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054

原子干涉重力仪是一种新型的重力仪，因其具有较高的灵敏度和测量精度而日益得到重视。它的核心技术是原子干涉测量技术，采用自由落体运动的冷原子作为检验质量，用相位相干的Raman光对啄子进行操控实现原子干涉，通过提取干涉相位可... 详细信息

原子干涉重力仪是一种新型的重力仪，因其具有较高的灵敏度和测量精度而日益得到重视。它的核心技术是原子干涉测量技术，采用自由落体运动的冷原子作为检验质量，用相位相干的Raman光对啄子进行操控实现原子干涉，通过提取干涉相位可获取重力加速度。为了推进原子干涉重力仪在测绘导航中的应用，本文介绍了原子干涉重力测量原理，梳理了原子重力仪的研究进展，总结了原子干涉重力测量的关键技术，可为开展高精度重力测量和相关实验研究提供参考。

关键词：原子重力仪原子干涉测量 Sagnac效应重力加速度