原子剪切干涉仪中原子物质波的动力学研究

论文摘要

本文从原子物质波的干涉原理出发,围绕着原子剪切干涉仪中的原子物质波动力学研究,详细阐述了光与原子相互作用、原子点源模型和拉曼反射镜平台控制等方面的内容。本文从原子干涉的原理出发,计算和分析了光与原子物质波的相互作用及受激拉曼跃迁过程,通过求解光学布洛赫方程获得原子物质波的末态概率,运用图表法对原子物质波的跃迁概率进行分析使原子物质波的干涉过程更加清晰和明了。本文进行了原子点源模型的建立,并通过原子点源模型仿真了原子点源模型的密度分布和空间频率域的频率分布,利用原子点源模型对相位剪切干涉仪中原子物质波的动力学进行了研究。本文还比较了剪切干涉仪与原子重力仪的异同,进行了相位剪切干涉仪的系统误差分析,并详细分析了多普勒效应和科里奥里力对原子相位产生的影响。本文设计和建立了一套拉曼反射镜平台和一套基于透射式空气隙激光干涉的微位移测量实验装置,并通过微位移测量装置准确测量了拉曼反射镜平台的微小位移变化,相对测量分辨率优于10nm,绝对测量不确定度优于5%。本文通过一种外加微小位移变化,并对外加位移前后的激光强度分布求差的方法,提高了干涉信号的信噪比,将掩没在背景光、杂散光等干扰和噪声中的干涉图样提取出来。本文还在实验的基础上运用了主成分分析法进一步进行图像处理,分离出了主要成分。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
•   1.1 物质波干涉
•   1.2 量子精密测量
•   1.3 原子干涉仪测量基础
•   1.4 原子干涉仪的系统构成
•   1.5 本章小结
• 第二章 原子干涉仪理论
•   2.1 光与原子的相互作用
•   2.2 受激拉曼跃迁
•   2.3 光学布洛赫方程及其求解
•   2.4 原子跃迁概率求解
•   2.5 本章小结
• 第三章 原子相位剪切干涉仪的理论建模和分析
•   3.1 原子干涉相位求解
•   3.2 原子点源模型
•   3.3 原子剪切干涉仪的点源模型仿真
•   3.4 相位剪切干涉仪系统误差分析
•     3.4.1 原子相位剪切干涉仪测量方法
•     3.4.2 多普勒效应
•     3.4.3 科里奥里力
•   3.5 本章小结
• 第四章 原子相位剪切干涉仪的拉曼反射镜平台控制
•   4.1 实验装置
•     4.1.1 总体介绍
•     4.1.2 纳米微动平台
•     4.1.3 劈尖干涉平台
•     4.1.4 微动平台的定标
•   4.2 实验分析
•     4.2.1 拉曼反射镜平台的最小精度和不确定度
•     4.2.2 主成分分析法（PCA）
•   4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 附录1
• 致谢
• 作者简介
•   1 作者简历
•   2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
•   3 专利
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王子轩

导师: 林强,王肖隆

关键词: 原子剪切干涉仪,原子干涉,原子物质波,图像处理,拉曼反射镜平台

来源: 浙江工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,仪器仪表工业

单位: 浙江工业大学

基金: 国家自然科学基金(61875175,61727821),国家重点研发计划项目(2017YFC0601602,2016YFF0200206)

分类号: O562;TH744.3

DOI: 10.27463/d.cnki.gzgyu.2019.000328

总页数: 69

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