基于原子干涉效应的垂向重力梯度测量传感器

摘要

本发明公开了一种基于原子干涉效应的垂向重力梯度测量传感器，属于重力勘测技术领域。本传感器包含有两个结构相同的第一、第二单元装置（A、B），其特征是第一真空容器（1.1）和第二真空容器(1.2)以中轴线沿重力方向重合的方式首尾相接组成真空容器（1），并且第一真空容器（1.1）和第二真空容器(1.2)内部空心部分连通为一体；在真空容器（1）沿重力场方向的中轴线上，分别设置有两个对射的且指向冷原子团（c）制备区的拉曼激光光束发射器（7），两个单元装置共用一对拉曼激光光束发射器（7）。本发明使得来自于环境中和拉曼激光相位的噪声和偏差共模相消；降低物理系统的复杂程度、体积、质量和功耗。

主权项

一种基于原子干涉效应的垂向重力梯度传感器，包含有两个结构相同的第一单元装置(A)和第二单元装置(B)；第一单元装置(A)包含有第一真空容器(1.1)，第二单元装置(B)包含有第二真空容器(1.2)，每个单元装置还包含真空泵(2)、碱金属样品(3)、反向磁场线圈对(4)、偏置磁场线圈(5)、囚禁激光光束发射器(6)、拉曼激光光束发射器(7)和光电探测器(8)；第一单元装置(A)的碱金属样品(3)设置于第一真空容器(1.1)中，第二单元装置(B)的碱金属样品(3)设置于或第二真空容器(1.2)中；第一真空容器(1.1)或第二真空容器(1.2)的内部与真空泵(2)连通；以冷原子团(c)制备区为中心，空间对称的六个方向分别设置有六个发射方向指向该中心的囚禁激光光束发射器(6)，同时以其中一对方向为轴，对称地设置有一对反向磁场线圈对(4)；以第一真空容器(1.1)或第二真空容器(1.2)的中轴线为方向设置有偏置磁场线圈(5)，另有光电探测器(8)设置于原子团运动路径的末端；其特征在于：第一真空容器(1.1)和第二真空容器(1.2)以中轴线沿重力方向重合的方式首尾相接组成真空容器(1)，并且第一真空容器(1.1)和第二真空容器(1.2)内部空心部分连通为一体；在真空容器(1)沿重力场方向的中轴线上，分别设置有两个对射的且指向冷原子团(c)制备区的拉曼激光光束发射器(7)，两个单元装置共用一对拉曼激光光束发射器(7)，可共模消除来自于环境中的噪声和偏差；所述的囚禁激光光束发射器(6)是一种由依次连接的第一激光器(6.1)、声光移频器(6.2)和光传播器(6.3)组成的光学系统；所述拉曼激光光束发射器(7)是一种由第二激光器(7.1)、偏振分光器(7.2)、第一移频器(7.31)、第二移频器(7.32)、第一光传播器(7.41)和第二光传播器(7.42)组成的光学系统；第二激光器(7.1)、偏振分光器(7.2)、第一移频器(7.31)和第一光传播器(7.41)依次连接，得到第一拉曼激光光束；第二激光器(7.1)、偏振分光器(7.2)、第二移频器(7.32)和第二光传播器(7.42)依次连接，得到第二拉曼激光光束。