[發(fā)明專利]原子重力儀的調(diào)試方法及裝置、原子重力儀

在審

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• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115808726A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉武
• 申請（專利權(quán)）人: 中科酷原科技（武漢）有限公司
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00;G01V7/00
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 甄偉軍

本發(fā)明公開了原子重力儀的調(diào)試方法及裝置、原子重力儀，涉及原子重力儀技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明可以通過控制拉曼光源改變兩束拉曼光的頻率差，使兩束拉曼光與真空腔體中的原子團(tuán)發(fā)生作用，熒光收集裝置可以探測真空腔體中原子的基態(tài)能級布居數(shù)，主機(jī)可以根據(jù)基態(tài)能級布居數(shù)繪制原子處于目標(biāo)基態(tài)的概率隨頻率差變化的拉曼譜，通過判斷拉曼譜是否滿足目標(biāo)偏振狀態(tài)對應(yīng)的預(yù)設(shè)條件來判斷原子重力儀的拉曼光偏振狀態(tài)是否處于想要的狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原子重力儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及原子重力儀的調(diào)試方法及裝置、原子重力儀。

背景技術(shù)

原子重力儀是一種基于原子干涉儀的高精度絕對重力儀，在原子重力儀中，原子團(tuán)會(huì)在激光脈沖作用下通過雙光子Raman躍遷實(shí)現(xiàn)分束、反射、合束并發(fā)生干涉，通常將這種激光脈沖稱作拉曼光，由躍遷的選擇定則可知，拉曼光不僅要滿足能級間躍遷的共振條件，其偏振態(tài)也要滿足一定的條件，否則會(huì)影響原子團(tuán)與光的相互作用方式與深度，降低原子重力儀干涉條紋對比度，甚至?xí)霈F(xiàn)能級間的躍遷概率為0、干涉現(xiàn)象消失的情況。因此，拉曼光的偏振狀態(tài)是否滿足要求對原子重力儀而言至關(guān)重要。

原子重力儀中波片等偏振光學(xué)零件一般通過機(jī)械固定的方式進(jìn)行緊固，原子重力儀長期使用后，上述偏振光學(xué)零件存在松動(dòng)的可能，導(dǎo)致拉曼光的偏振狀態(tài)改變而不滿足要求，因此需要對拉曼光的偏振狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試。圖1為對原子重力儀拉曼光的偏振狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試的一種方案，調(diào)試過程為：將原子重力儀中的反射鏡和1/4波片拆掉，然后安裝一個(gè)偏振分析儀調(diào)節(jié)進(jìn)入真空腔體的拉曼光的偏振狀態(tài)，調(diào)試好后拆掉偏振分析儀并重新安裝好反射鏡和1/4波片。圖1的方案調(diào)試時(shí)，拉曼光需要垂直入射進(jìn)偏振分析儀，由于偏振分析儀與真空腔體及拉曼光是分離的，很難對準(zhǔn)，不可避免的存在誤差，采用圖1的方案無法保證可以將拉曼光的偏振狀態(tài)調(diào)試到想要的狀態(tài)，且無法知道偏振分析儀的光接受面是否與入射拉曼光垂直，調(diào)試后也無法知道拉曼光的偏振狀態(tài)是否處于想要的狀態(tài)。因此，行業(yè)內(nèi)需要考慮如何判斷原子重力儀拉曼光的偏振狀態(tài)是否處于想要的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供原子重力儀的調(diào)試方法及裝置、原子重力儀，解決了如何判斷原子重力儀拉曼光的偏振狀態(tài)是否處于想要的狀態(tài)的技術(shù)問題。

一方面，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種原子重力儀的調(diào)試方法，包括：

控制拉曼光源改變發(fā)出的兩束拉曼光的頻率差；

根據(jù)熒光收集裝置探測到的基態(tài)能級布居數(shù)繪制原子處于目標(biāo)基態(tài)的概率隨所述頻率差變化的拉曼譜；

判斷所述拉曼譜是否滿足目標(biāo)偏振狀態(tài)對應(yīng)的預(yù)設(shè)條件；

其中，所述拉曼譜滿足所述預(yù)設(shè)條件表征所述原子重力儀的拉曼光處于所述目標(biāo)偏振狀態(tài)，所述拉曼譜不滿足所述預(yù)設(shè)條件表征所述原子重力儀的拉曼光未處于所述目標(biāo)偏振狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述目標(biāo)偏振狀態(tài)包括線偏振；

所述預(yù)設(shè)條件包括：所述拉曼譜的同向共振峰的幅度為第一預(yù)設(shè)閾值或所述拉曼譜的同向共振峰與對射共振峰的幅度比為第二預(yù)設(shè)閾值。

優(yōu)選的，所述目標(biāo)偏振狀態(tài)包括圓偏振；

所述預(yù)設(shè)條件包括：所述拉曼譜的對射共振峰的幅度為第三預(yù)設(shè)閾值或所述拉曼譜的對射共振峰與同向共振峰的幅度比為第四預(yù)設(shè)閾值。

優(yōu)選的，判斷所述拉曼譜是否滿足目標(biāo)偏振狀態(tài)對應(yīng)的預(yù)設(shè)條件之后，還包括：

若所述拉曼譜不滿足所述預(yù)設(shè)條件，則循環(huán)進(jìn)行預(yù)設(shè)控制過程，直至所述拉曼譜滿足所述預(yù)設(shè)條件；

所述預(yù)設(shè)控制過程包括：控制偏振器件改變所述兩束拉曼光的偏振狀態(tài)；控制所述拉曼光源改變所述兩束拉曼光的頻率差；根據(jù)所述基態(tài)能級布居數(shù)繪制所述拉曼譜；判斷所述拉曼譜是否滿足所述預(yù)設(shè)條件。