应用于冷原子干涉仪的主动隔振设计

应用于冷原子干涉仪的主动隔振设计

论文摘要

随着冷原子干涉仪在国内外的发展,对测量精度(精确度和稳定性)的追求越来越高,而振动是影响干涉仪测量精度的一个重要因素。本课题就是以提高拉曼脉冲型冷原子干涉仪的测量精度为目标,针对振动敏感的拉曼反射镜进行隔振设计分析,同时尝试搭建了一种全主动的隔振装置。第一章:阐述本学位论文的背景与开题意义。简要介绍冷原子干涉测量研究的发展过程及影响其测量精度的因素。同时,论文还分析了国内外各种隔振技术的发展及应用现状。第二章:隔振技术原理及系统设计。分别对主被动隔振系统进行建模,了解隔振参数对传递函数的影响,并据此分析了主被动隔振的优缺点,为干涉仪实验隔振设计做铺垫。第三章:利用量子光学相关理论,定量分析原子干涉测量实验中影响测量精度的各种因素,确定拉曼反射镜振动对测量精度的影响,说明原子干涉测量中振动隔离的必要性。第四章:对干涉仪实验的隔振装置进行动力学建模分析,借鉴现有精密实验的隔振经验,设计了一种针对原子干涉测量系统的主动隔振方案。论文分析和讨论了关键器件的选型依据,同时还给出了拉曼反射架的机械结构设计。第五章:利用模拟电路方案对拉曼反射镜架的主动隔振进行了尝试,给出了调试过程中的分步实验数据,分析了最后的闭环结果。同时,论文也介绍了利用数字电路方案进行振动隔离的一些前期工作。最后做了总结与展望,通过本文实验研究中的实践经验,对原子干涉测量实验中振动隔离方面的后续工作给出了建议。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究背景及意义
  • 1.2 隔振技术简介及低频微幅隔振技术的发展现状
  • 第二章 隔振技术原理及系统设计
  • 2.1 受控系统的环境优化
  • 2.2 隔振系统的动力学建模
  • 第三章 振动对原子干涉测量精度的影响
  • 3.1 铷原子干涉测量实验过程
  • 3.2 测量噪声分析和系统误差分析
  • 第四章 浙大干涉仪小组主动隔振系统设计
  • 4.1 拉曼反射镜动力学建模
  • 4.2 拉曼反射镜的主动隔振设计方案与分析
  • 4.3 关键元器件的选择和讨论
  • 4.4 拉曼反射镜架的机械结构设计
  • 第五章 实验测试与结果分析
  • 5.1 基于模拟电路方案的尝试和结果
  • 5.2 基于数字电路方案的尝试
  • 5.3 总结与展望
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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