绝对重力仪的技术发展: 光学干涉和原子干涉

吴书清; 李天初

doi:doi:10.3788/AOS202141.0102002

光学学报, 2021, 41 (1): 0102002, 网络出版: 2021-02-23

绝对重力仪的技术发展: 光学干涉和原子干涉下载： 1906次特邀综述

Technical Development of Absolute Gravimeter: Laser Interferometry and Atom Interferometry

吴书清 ^1,2,**李天初 ^1,2,*

作者单位

¹ 中国计量科学研究院时间频率计量科学研究所, 北京 100029

² 国家市场监管总局时间频率计量基准重点实验室, 北京 100029

图 & 表

图 1. 激光干涉式绝对重力仪的原理^[2]

Fig. 1. Principle of laser absolute gravimeter^[2]

下载图片查看原文

图 2. 激光干涉绝对重力仪的组成

Fig. 2. Composition of laser absolute gravimeter

下载图片查看原文

图 3. JILA型绝对重力仪^[3]

Fig. 3. JILA absolute gravimeter^[3]

下载图片查看原文

图 4. Micro-g Lacoste公司的FG5和FG5X型绝对重力仪^[5-6]

Fig. 4. FG5 and FG5X absolute gravimeters from Micro-g Lacoste company^[5-6]

下载图片查看原文

图 5. IMGC02型绝对重力仪^[8]

Fig. 5. IMGC02 absolute gravimeter^[8]

下载图片查看原文

图 6. FGC型凸轮式绝对重力仪^[9]

Fig. 6. FGC cam type absolute gravimeter^[9]

下载图片查看原文

图 7. NIM-3A型绝对重力仪

Fig. 7. NIM-3A absolute gravimeter

下载图片查看原文

图 8. 基本原理。(a)受激拉曼跃迁;(b)原子干涉示意图

Fig. 8. Basic principle. (a) Stimulated Raman transition; (b) schematic of atomic interference

下载图片查看原文

图 9. 原子干涉绝对重力仪的工作原理示意图

Fig. 9. Schematic of working principle of atom interferometry absolute gravimeter

下载图片查看原文

图 10. 原子干涉条纹^[29]

Fig. 10. Atomic interference fringes^[29]

下载图片查看原文

图 11. 原子干涉绝对重力仪系统结构框图^[30]

Fig. 11. System structure diagram of atom interferometry absolute gravimeter^[30]

下载图片查看原文

图 12. NIM-AGRb-1型原子干涉绝对重力仪的真空系统^[29]

Fig. 12. Vacuum system of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter^[29]

下载图片查看原文

图 13. NIM-AGRb-1型原子干涉绝对重力仪的光学系统示意图

Fig. 13. Schematic of optical system of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter

下载图片查看原文

图 14. 小型光学系统示意图。(a)法国航天局小组研制的小型光学系统示意图^[39];(b)激光频率分布

Fig. 14. Schematic of a small optical system. (a) Schematic of a small optical system developed by the French space agency group^[39]; (b) laser frequency distribution

下载图片查看原文

图 15. 长期连续测量数据。(a) NIM-AGRb-1原子干涉绝对重力仪长期重力测量数据; (b)实验数据与理论差值^[28]

Fig. 15. Long term gravity measurement data. (a) Long term gravity measurement data of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter; (b) experimental data and theoretical difference^[28]

下载图片查看原文

图 16. NIM-AGRb-1重力测量数据的阿伦方差^[28]

Fig. 16. Allan variance of NIM-AGRb-1 gravity measurement data^[28]

下载图片查看原文

表 1国内外部分研究小组的原子重力仪灵敏度

Table1. Sensitivity of atomic gravimeters of some research groups at home and abroad

Institution	Sensitivity /(μGal·Hz^-1/2)
SYRTE	5.7
Humboldt University	9.6
Berkeley	37
HUST	4.2
APM	28
ZJUT	300
NIM	44

查看原文

表 2NIM-AGRb-1系统误差评估表^[28]

Table2. NIM-AGRb-1 system error evaluation table^[28]

Gravimeter	Systematic effect	Bias /μGal	Uncertainty /μGal
	k_eff independent	0.0	0.5
	Self gravity	3.3	0.1
	Two-photon light shift	-4.2	0.9
	Detection	-19.7	0.6
NIM-AGRb-1	Coriolis	-0.3	0.2
	Wavefront	1.3	5.0
	Laser frequency	1.0	0.3
	Microwave frequency	0.0	0.1
	Verticality	0.0	0.2
Total		-18.6	5.2

查看原文

吴书清, 李天初. 绝对重力仪的技术发展: 光学干涉和原子干涉[J]. 光学学报, 2021, 41(1): 0102002. Shuqing Wu, Tianchu Li. Technical Development of Absolute Gravimeter: Laser Interferometry and Atom Interferometry[J]. Acta Optica Sinica, 2021, 41(1): 0102002.

绝对重力仪的技术发展: 光学干涉和原子干涉下载： 1906次特邀综述

图 1. 激光干涉式绝对重力仪的原理^[2]

Fig. 1. Principle of laser absolute gravimeter^[2]

图 2. 激光干涉绝对重力仪的组成

Fig. 2. Composition of laser absolute gravimeter

图 3. JILA型绝对重力仪^[3]

Fig. 3. JILA absolute gravimeter^[3]

图 4. Micro-g Lacoste公司的FG5和FG5X型绝对重力仪^[5-6]

Fig. 4. FG5 and FG5X absolute gravimeters from Micro-g Lacoste company^[5-6]

图 5. IMGC02型绝对重力仪^[8]

Fig. 5. IMGC02 absolute gravimeter^[8]

图 6. FGC型凸轮式绝对重力仪^[9]

Fig. 6. FGC cam type absolute gravimeter^[9]

图 7. NIM-3A型绝对重力仪

Fig. 7. NIM-3A absolute gravimeter

图 8. 基本原理。(a)受激拉曼跃迁;(b)原子干涉示意图

Fig. 8. Basic principle. (a) Stimulated Raman transition; (b) schematic of atomic interference

图 9. 原子干涉绝对重力仪的工作原理示意图

Fig. 9. Schematic of working principle of atom interferometry absolute gravimeter

图 10. 原子干涉条纹^[29]

Fig. 10. Atomic interference fringes^[29]

图 11. 原子干涉绝对重力仪系统结构框图^[30]

Fig. 11. System structure diagram of atom interferometry absolute gravimeter^[30]

图 12. NIM-AGRb-1型原子干涉绝对重力仪的真空系统^[29]

Fig. 12. Vacuum system of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter^[29]

图 13. NIM-AGRb-1型原子干涉绝对重力仪的光学系统示意图

Fig. 13. Schematic of optical system of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter

图 14. 小型光学系统示意图。(a)法国航天局小组研制的小型光学系统示意图^[39];(b)激光频率分布

Fig. 14. Schematic of a small optical system. (a) Schematic of a small optical system developed by the French space agency group^[39]; (b) laser frequency distribution

图 15. 长期连续测量数据。(a) NIM-AGRb-1原子干涉绝对重力仪长期重力测量数据; (b)实验数据与理论差值^[28]

Fig. 15. Long term gravity measurement data. (a) Long term gravity measurement data of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter; (b) experimental data and theoretical difference^[28]

图 16. NIM-AGRb-1重力测量数据的阿伦方差^[28]

Fig. 16. Allan variance of NIM-AGRb-1 gravity measurement data^[28]

表 1国内外部分研究小组的原子重力仪灵敏度

Table1. Sensitivity of atomic gravimeters of some research groups at home and abroad

表 2NIM-AGRb-1系统误差评估表^[28]

Table2. NIM-AGRb-1 system error evaluation table^[28]

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索

绝对重力仪的技术发展: 光学干涉和原子干涉 下载： 1906次特邀综述

图 1. 激光干涉式绝对重力仪的原理[2]

Fig. 1. Principle of laser absolute gravimeter[2]

图 2. 激光干涉绝对重力仪的组成

Fig. 2. Composition of laser absolute gravimeter

图 3. JILA型绝对重力仪[3]

Fig. 3. JILA absolute gravimeter[3]

图 4. Micro-g Lacoste公司的FG5和FG5X型绝对重力仪[5-6]

Fig. 4. FG5 and FG5X absolute gravimeters from Micro-g Lacoste company[5-6]

图 5. IMGC02型绝对重力仪[8]

Fig. 5. IMGC02 absolute gravimeter[8]

图 6. FGC型凸轮式绝对重力仪[9]

Fig. 6. FGC cam type absolute gravimeter[9]

图 7. NIM-3A型绝对重力仪

Fig. 7. NIM-3A absolute gravimeter

图 8. 基本原理。(a)受激拉曼跃迁;(b)原子干涉示意图

Fig. 8. Basic principle. (a) Stimulated Raman transition; (b) schematic of atomic interference

图 9. 原子干涉绝对重力仪的工作原理示意图

Fig. 9. Schematic of working principle of atom interferometry absolute gravimeter

图 10. 原子干涉条纹[29]

Fig. 10. Atomic interference fringes[29]

图 11. 原子干涉绝对重力仪系统结构框图[30]

Fig. 11. System structure diagram of atom interferometry absolute gravimeter[30]

图 12. NIM-AGRb-1型原子干涉绝对重力仪的真空系统[29]

Fig. 12. Vacuum system of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter [29]

图 13. NIM-AGRb-1型原子干涉绝对重力仪的光学系统示意图

Fig. 13. Schematic of optical system of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter

图 14. 小型光学系统示意图。(a)法国航天局小组研制的小型光学系统示意图[39];(b)激光频率分布

Fig. 14. Schematic of a small optical system. (a) Schematic of a small optical system developed by the French space agency group[39]; (b) laser frequency distribution

图 15. 长期连续测量数据。(a) NIM-AGRb-1原子干涉绝对重力仪长期重力测量数据; (b)实验数据与理论差值[28]

Fig. 15. Long term gravity measurement data. (a) Long term gravity measurement data of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter; (b) experimental data and theoretical difference [28]

图 16. NIM-AGRb-1重力测量数据的阿伦方差[28]

Fig. 16. Allan variance of NIM-AGRb-1 gravity measurement data[28]

表 1国内外部分研究小组的原子重力仪灵敏度

Table1. Sensitivity of atomic gravimeters of some research groups at home and abroad

表 2NIM-AGRb-1系统误差评估表[28]

Table2. NIM-AGRb-1 system error evaluation table[28]

相关论文

相关资讯

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索

绝对重力仪的技术发展: 光学干涉和原子干涉下载： 1906次特邀综述

图 1. 激光干涉式绝对重力仪的原理^[2]

Fig. 1. Principle of laser absolute gravimeter^[2]

图 3. JILA型绝对重力仪^[3]

Fig. 3. JILA absolute gravimeter^[3]

图 4. Micro-g Lacoste公司的FG5和FG5X型绝对重力仪^[5-6]

Fig. 4. FG5 and FG5X absolute gravimeters from Micro-g Lacoste company^[5-6]

图 5. IMGC02型绝对重力仪^[8]

Fig. 5. IMGC02 absolute gravimeter^[8]

图 6. FGC型凸轮式绝对重力仪^[9]

Fig. 6. FGC cam type absolute gravimeter^[9]

图 10. 原子干涉条纹^[29]

Fig. 10. Atomic interference fringes^[29]

图 11. 原子干涉绝对重力仪系统结构框图^[30]

Fig. 11. System structure diagram of atom interferometry absolute gravimeter^[30]

图 12. NIM-AGRb-1型原子干涉绝对重力仪的真空系统^[29]

Fig. 12. Vacuum system of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter^[29]

图 14. 小型光学系统示意图。(a)法国航天局小组研制的小型光学系统示意图^[39];(b)激光频率分布

Fig. 14. Schematic of a small optical system. (a) Schematic of a small optical system developed by the French space agency group^[39]; (b) laser frequency distribution

图 15. 长期连续测量数据。(a) NIM-AGRb-1原子干涉绝对重力仪长期重力测量数据; (b)实验数据与理论差值^[28]

Fig. 15. Long term gravity measurement data. (a) Long term gravity measurement data of NIM-AGRb-1 atom interferometry absolute gravimeter; (b) experimental data and theoretical difference^[28]

图 16. NIM-AGRb-1重力测量数据的阿伦方差^[28]

Fig. 16. Allan variance of NIM-AGRb-1 gravity measurement data^[28]

表 2NIM-AGRb-1系统误差评估表^[28]

Table2. NIM-AGRb-1 system error evaluation table^[28]