87 Rb原子玻色-爱因斯坦凝聚态的制备与加速度测量技术研究

发布时间：2021-06-10 08:55

　　高精度加速度计是惯性导航的核心传感器件,在基础理论研究、国家重大工程和国防基础设施建设中发挥重要的作用,基于冷原子干涉的高精度加速度测量技术发展迅速,展现出了广阔的应用前景。本文以冷原子干涉技术在惯性测量中的应用为目标,将玻色-爱因斯坦凝聚态的快速制备与原子干涉相结合,研制了一套基于光学波导的冷原子干涉加速度测量系统,并对系统进行了较为详尽的理论分析和实验研究。论文主要创新性工作总结如下:1.提出了一种基于光学波导的加速度测量方法。基于布拉格衍射型Mach-Zehnder冷原子干涉仪的惯性测量原理,优化设计了加速度测量系统的真空、电子学、光学等模块。自主研制了外腔半导体激光器,激光器线宽优于100kHz,输出功率约70mW,连续不跳模范围大于20GHz。经过磁光阱、偏振梯度冷却和蒸发冷却等过程后,制备出10⁶个温度为50nK的纯玻色-爱因斯坦凝聚态原子团,随后将超冷原子团绝热的装载进入线性光学波导,通过施加波导轴向的三束π2-π-π2脉冲,实现干涉加速度测量。在T（28）1ms的情况下,系统获得的最高加速度灵敏度约为10^-3m/s^2... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

频率稳定性对比实验结果

图 3.32 频率稳定性对比实验结果（3）输出功率范围测试实验中，输出信号的功率可通过按键进行上下调节，通过改变输出信号我们可以调整信号的输出功率。由于 DDS 本身输出信号功率较小，因 输出端加一个固定增益的功率放大器，选用 OPTO-ELECTRONIC 公司生A-B-34，其在 20MHz~425MHz 的频率范围内，增益大于 38dB。我们分 信号源和经过功率放大器后的输出功率进行测量，测量结果如图 3.33 3.33(b)中，由于功率放大器的输入范围，导致输出功率在低频部分比较陡冷原子实验当中用到的频率约为 50MHz~150MHz，在该频率段最大输出 2W，满足 AOM 驱动的使用需求。

图 3.35 DDS 射频源线性幅度扫描结果图 3.36 DDS 射频源线性频率扫描与幅度扫描结果测试涉实验当中，对原子团施加的第三束拉曼/布拉格光脉相位，获取干涉条纹。(a)

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于87Rb原子的大失谐光晶格的设计与操控[J]. 魏春华,颜树华,杨俊,王国超,贾爱爱,罗玉昆,胡青青.  物理学报. 2017(01)
[2]Micro-Gal level gravity measurements with cold atom interferometry[J]. 周敏康,段小春,陈乐乐,罗覃,徐耀耀,胡忠坤.  Chinese Physics B. 2015(05)
[3]Stable multi-frequency generator based on phase-locked optical frequency combs[J]. 张超,孙东宁,谢玮霖,夏宗杨,王锶惟,石宏霄,佟亦天,董毅,胡卫生.  Chinese Optics Letters. 2014(02)



本文编号：3222080