拉曼激光相位噪声对原子干涉重力仪测量分辨力的影响

原子干涉重力仪已获得当今g值测量的最高分辨力,使得其在前沿科学研究和精密计量中有广阔的应用前景,但其分辨力的提高受限于包括拉曼激光相位噪声在内的各种噪声。本文通过对拉曼激光相位噪声模型和原子干涉仪中噪声传递过程的研究,发现微波信号源贡献了拉曼激光相位噪声的主要部分;通过计算常见T,τ条件下拉曼激光相位噪声对干涉仪重力测量分辨力的影响,发现100～300 ms内T越大重力仪测量分辨力越高,其中在T =300 ms、τ=20 μs的条件下,单次测量时拉曼激光相位噪声对原子干涉仪相位波动的影响为19.6 mrad,相应对重力仪分辨力的影响为1.35 μGal（1 μGal=10-8 m/s2）。     

原子干涉重力仪隔振方法的研究现状及展望

原子干涉重力仪是一种测量重力加速度的新型仪器,振动噪声会在很大程度上影响原子干涉重力仪的测量精度。为实现高精度的重力加速度测量,必须对振动噪声进行控制。分析了原子干涉重力仪的隔振需求,阐述了原子干涉重力仪隔振系统的研究进展,介绍了以音圈电机为驱动的隔振方法、以压电陶瓷为驱动的隔振方法、振动补偿法三种应用于原子干涉重力仪的隔振方法,总结每种隔振方法的特点及适用场景,并展望原子干涉重力仪隔振技术未来的发展方向。     

基于移动光晶格布洛赫振荡的原子干涉重力仪

针对目前传统的原子干涉重力仪—马赫-曾德尔型原子重力仪存在体积较大，影响设备便携性的问题，北京大学实现了国内首个基于移动光晶格的布洛赫振荡原理的小型化原子干涉重力仪。本实验系统的采样率达到0.9 Hz，能够满足长期实时测量的需求，且实验系统中原子的竖直位移约为3 cm，灵敏度达到4.6 × 10² μGal·Hz^-1/2，在2 800 s积分时间内，分辨率可以达到6.50.7?μGal。实验成果为原子干涉重力仪的小型化与实用化指明了未来的发展方向。     

拉曼光频移对原子干涉测量中原子数的影响

冷原子干涉测量技术在重力加速度测量等领域已经超越传统测量方法,成为量子精密测量的重要发展方向。在干涉测量过程中,由于原子受到重力场影响,速度不断变化,因此激光相对原子具有多普勒频移效应。本文通过对原子跃迁概率及速度选择的理论分析,计算了在拉曼激光脉冲持续时间内,由于多普勒频移造成的原子跃迁概率改变。进而,具体计算了π/2-π-π/2干涉方案中,频移造成的有效原子数损失,及其对干涉条纹对比度产生的影响。     

激光外差干涉测试

激光干涉测试具有测量准确度高、测量范围宽、测量速度快、测量过程容易实现自动化等优点。本文介绍一种抗干扰能力强、能在车间现场进行精密计量的激光外差干涉测试法和它的应用。     

激光干涉测速用光电开关

介绍激光干涉仪应用特点及对光电开关的要求。研制了一种普克尔开关和相应的控制系统。开关上升时间 4μs,效率 2 0 0∶ 1,全开时间可按实验要求调整     

超声位移的激光外差干涉测量

本文介绍了超声位移的激光外差干涉测量的原理，装置和结果，分析了减小探测限和抑制噪声的途径，本装置采有和布喇格衍射盒作为激光的移频装置，锁相环作为调相信号的解调器。     

激光偏振干涉光路的非线性分析计算

偏振干涉光路两臂光程差的变化和合成干涉信号的相位变化，理论上具有线性关系，可以对引起光程差的任何微小量进行测量。实际上光路光学元件性能及调整并不理想，形成了二者的非线性关系。本文分析计算了各光学元件形成的非线性及这些元件综合形成的非线性，给出了适用于各种情况下的计算公式，并提出了光路的调整方法。     

几种激光干涉测长方法比较

本文叙述了几种激光干涉测量长度的方法，并探讨了一些方法的特点及准确度。     

基于小波变换的激光干涉图象处理

采用二进小波变换消除了等离子体激光干涉图象的噪声。分别介绍了利用简单阈值裁剪法与相关系数裁剪法对仿真干涉图的处理结果。研究表明 ,由于分别利用了干涉图象中背景噪声特征以及噪声在不同尺度表征下的非相关性。二者均能消除噪声 ,且后者更为有效。     

双频激光干涉转速测量新方法

叙述了一种新的双频激光干涉转速测量方法,详细分析了这种方法的工作原理,确定了转速测量范围,给出实验结果并进行了精度分析。     

用于大面积周期性图形制造的激光干涉光刻

用两束或多束相干激光束以不同的组合形式对光致抗蚀剂曝光,可在大面积范围内产生精细的二维周期性图形,这个方法特别适合于产生光电子器件和生电子器件的周期性结构。介绍激光干涉光刻的基本原理,对几种光束组合干涉方法给出了理论推导结果,并进行了计算机模拟。初步的实验结果表明,用激光干扰光刻技术产生大面积的亚微米级周期性孔、柱、锥图形是可行的。该方法不需要掩模、昂贵的光刻成像透镜、新的短波长光源和新型的抗蚀剂,提供了得到高分辨、无限焦深、大面积光刻的可能性。     

用于换能器校准的激光干涉测振技术

本文介绍了用激光干涉仪对换能器表面振动位移进行绝对测量的原理,对不同情况下的信号处理方法进行了探讨,分别给出了低频及高频时的实验及进行信号处理后的结果。从实验结果及信号处理的结果可以看出,记系纹数的处理方法比较简单直观,而最大频率法则可解决小数条纹的测量。     

激光干涉比长仪的瞄准方法

本文提出一种改进型的单狭缝刻线瞄准方法,通过计算刻线信号重心坐标平均值,确定刻线中心位置,实验结果表明因刻线信号形状不规则引起的误差小于4nm;通过简化算法将计算时间缩短到1s以内,实现了测量数据的实时处理。     

“实时综合修正”数据处理方法在激光干涉测长中的应用

激光干涉测长中的长度计算公式一般多数采用L=(λ_(He-Ne)/8)·N进行计算的。式中L为被测长度,λ_(He-Ne)为He—Ne激光波长,N为激光干涉条纹变化次数。从这个公式可以看出,要取得准确的长度测量,首先必须要取得其准确的波长数,可以说λ_(He-Ne)取得越准确,L也就能达到越准确。人们传统处理问题的方法,一般是通过各种传感器对外界环境参数测试后用n(T、P、F、K)(即典型的Edlin)公式进行计算取得的。但必须指出,T、P、F、K的取得是有误差的,这个误差表现在环境参数的变化和传感器的实时准确测量与否,其二,n(T、P、F、K)公式也是近似计算的经验公式。可以想象想取得λ_(He-Ne)(空气波长)越准确,所花的代价也就越大。这对一般用户使用带来很大的不便。长期实践也证明了这一点。     

激光拉曼光谱在CVD金刚石薄膜质量表征中的应用

激光拉曼光谱是一种优异的，灵敏的，应用广泛的无损表征技术，对于评估碳物质质量及其键合状态，也是有效的手段。