[发明专利]基于量子弱测量的高精度微重力加速度测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于量子弱测量的高精度微重力加速度测量装置，其特征在于包括重力传感单元、Sagnac干涉仪、激光发射单元、光接收探测单元和数据处理单元；所述重力传感单元包括悬臂梁(2)以及位于悬臂梁两端的第一等效配重(4)和第二等效配重(4′)，所述悬臂梁(2)通过游丝弹簧(1)固定在水平放置的基座上；所示Sagnac干涉仪由偏振分束器(7)、第一反射镜(3)、第二反射镜(3′)、第三反射镜(3″)、第一半波片(5)和相位补偿器(6)组成，三块反射镜与偏振分束器(7)、第一半波片(5)和相位补偿器(6)共光轴，其中一块反射镜安装在悬臂梁(2)上；

由激光发射单元发出的线偏振光经Sagnac干涉仪的偏振分束器(7)分为两束偏振方向相互垂直的光束，两束偏振光束分别入射到第一反射镜(3)和第三反射镜(3″)，经第一反射镜(3)反射的光束依次经第一半波片(5)、第二反射镜(3′)、相位补偿器(5)和第三反射镜(3″)返回至偏振分束器(7)，经第三反射镜(3″)反射的光束依次经相位补偿器(5)、第二反射镜(3′)、第一半波片(5)和第一反射镜(3)返回至偏振分束器(7)，返回至偏振分束器(7)的两束光束再次合为一束光从偏振分束器输出，经光接收探测单元传输至数据处理单元，由数据处理单元对光信号进行处理分析得到微重力加速度Δg。

2.根据权利要求1所述基于量子弱测量的高精度微重力加速度测量装置，其特征在于所述Sagnac干涉仪的第二反射镜(3′)固定于悬臂梁(2)上。

3.根据权利要求1所述的基于量子弱测量的高精度微重力加速度测量装置，其特征在于所述激光发射单元包括激光仪(9)以及将从激光仪出射的激光调制为线偏振光的光调制子单元。

4.根据权利要求3所述基于量子弱测量的高精度微重力加速度测量装置，其特征在于所述光调制子单元由四分之一波片(8)和第二半波片(5′)组成。

5.根据权利要求3所述基于量子弱测量的高精度微重力加速度测量装置，其特征在于所述光接收探测单元包括与数据处理单元连接的光探测器(10)。

6.根据权利要求5所述基于量子弱测量的高精度微重力加速度测量装置，其特征在于所述光接收探测单元还包括锁相放大器(11)、斩波器、和非偏振分束器(12)，与所述锁相放大器连接的斩波器位于激光发射单元的前方，用于将激光发射单元的出射光波形调整为矩形波；从偏振分束器输出的光束经非偏振分束器分为两束分别进入光探测器(10)和锁相放大器(11)；所述锁相放大器与数据处理单元连接。

7.根据权利要求5或6所述基于量子弱测量的高精度微重力加速度测量装置，其特征在于所述光探测器为具有弱光探测效应的电荷耦合元件、光电倍增管或摄像机。