原子干涉重力测量系统激光频率溯源研究

发布时间：2021-04-06 23:18

　　原子干涉重力测量系统的激光频率需要精确测量。采用1560nm激光,其频率锁定在飞秒光梳的梳齿频率上,经过光纤传递至铷原子干涉重力测量系统端,通过倍频产生780nm与待测激光拍频,实现激光频率测量。该方案可以实现远距离测量激光频率,具有更高的信噪比,通过北斗伺服铷钟作为频率参考,激光频率测量扩展不确定度达到1.3×10^-12（k=2）,完全满足原子干涉重力测量系统的需求。 

【文章来源】：计量科学与技术. 2020,(11)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

NIM-AGRb型原子干涉重力测量系统结构图

利用原子干涉条纹，可以实现重力加速度的测量。NIM-AGRb型原子干涉重力测量系统的测量灵敏度如图2所示，黑色数据点为不同积分时间的阿伦标准差，红线为拟合直线，拟合结果为灵敏度达到30μGal·Hz-1/2，测量分辨率达到0.2μGal@10000s(积分时间为10000s)。影响原子干涉重力测量系统准确度的因素包括拉曼激光的交流Stark频移、二阶塞曼效应、拉曼激光的频率、垂直度、拉曼激光波前畸变效应、科里奥利力效应、重力梯度、自引力效应等。其中，拉曼激光的频率是必须精确测量的一项，根据理论公式，频率与标称频率偏差0.4MHz，引起重力加速度偏移达到1μGal。

激光频率测量方案如图3所示，采用一台波长为1560nm激光器，其输出激光经过声光调制器(AOM)后与飞秒光梳激光合束拍频，拍频信号经过稳频模块处理后反馈回激光器和声光调制器控制端口，实现1560nm激光频率锁定在飞秒光梳梳齿频率上。锁频后1560nm激光经过光纤功率放大装置，功率可以达到1W以上，再通过耦合器和光纤传递到达远端。在远端处，光纤输出的高功率1560nm激光经过倍频晶体后，可以输出波长为780nm的倍频激光，该倍频光与原子干涉重力测量系统待测的780nm激光进行合束拍频，通过频率计数器记录差频信号，可以实现频率测量。飞秒光梳的重复频率和初始频率锁定在北斗信号伺服的铷钟上，因此，可实现原子干涉重力测量系统激光频率的溯源。2 实验研究

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3122335