[发明专利]一种基于双组分原子交织干涉效应的重力仪

权利要求书

1.一种基于双组分原子交织干涉效应的重力仪，包括真空容器(1)，其特征在于，真空容器(1)内设置三维磁光阱(8)，真空容器(1)外部的一对反亥母霍兹线圈(2)，冷却光入射三维磁光阱(8)，真空容器(1)与真空泵(7)连接，真空容器(1)还通过差分管(10)与二维磁光阱(4)连接，真空容器(1)还与垂直真空管(11)连接，垂直真空管(11)自下至上依次为探测区和干涉区，探测光入射探测区，拉曼光入射干涉区，

拉曼光包括第一个π/2拉曼光脉冲、π拉曼光脉冲和第二个π/2拉曼光脉冲，

⁸⁵Rb原子和⁸⁷Rb原子的干涉自由演化时间分别为T和T’，⁸⁵Rb原子干涉过程的第一个π/2拉曼光脉冲与⁸⁷Rb原子干涉过程的第一个π/2拉曼光脉冲的时间间隔T_C2T，在⁸⁵Rb原子经三维磁光阱上抛进入干涉区与第一个π/2拉曼光脉冲作用后，三维磁光阱中开始囚禁⁸⁷Rb原子，在⁸⁵Rb原子与π拉曼光脉冲作用后，抛起⁸⁷Rb原子，在⁸⁵Rb原子与第二个π/2拉曼光脉冲作用前，⁸⁷Rb原子上抛进入干涉区与第一个π/2拉曼光脉冲作用，此后⁸⁵Rb原子与第二个π/2拉曼光脉冲作用并离开干涉区，再到达探测区，通过归一化荧光探测的方式得到处于F＝3态的布居数比例，等到⁸⁵Rb原子落回三维磁光阱时，重新装载⁸⁵Rb原子，然后⁸⁷Rb原子与π拉曼光脉冲作用，间隔T’时间后又与第二个π/2拉曼光脉冲作用，紧接着的归一化荧光探测，等⁸⁷Rb原子落回三维磁光阱时，重新装载⁸⁷Rb原子。

2.根据权利要求1所述的一种基于双组分原子交织干涉效应的重力仪，其特征在于，所述的与⁸⁵Rb原子和⁸⁷Rb原子作用的第一个π/2拉曼光脉冲均耦合到同一根光纤中且从同一个准直器射出；与⁸⁵Rb原子和⁸⁷Rb原子作用的π拉曼光脉冲均耦合到同一根光纤中且从同一个准直器射出；与⁸⁵Rb原子和⁸⁷Rb原子作用的第二个π/2拉曼光脉冲均耦合到同一根光纤中且从同一个准直器射出。

3.根据权利要求2所述的一种基于双组分原子交织干涉效应的重力仪，其特征在于，还包括冷却光激光器、参考光激光器、第一拉曼光激光器、第二拉曼光激光器，

在⁸⁵Rb原子冷却阶段，冷却光激光器输出的冷却光频率为f_85cooling＝f_Ref+f₁，

在⁸⁵Rb原子干涉阶段，第一拉曼光激光器输出的第一束拉曼光的频率为f_85Raman1＝f_Ref-f₂，第二拉曼光激光器输出的第二束拉曼光的频率为f_85Raman2＝f_85Raman1+f₃；

在⁸⁷Rb原子冷却阶段，冷却光激光器输出的冷却光的频率为f_87cooling＝f_Ref-f₁，

在⁸⁷Rb原子干涉阶段，第一拉曼光激光器输出的第一束拉曼光的频率为f_87Raman1＝f_Ref-f₂，第二拉曼光激光器输出的第二束拉曼光的频率为f_87Raman2＝f_87Raman1+f₃，

其中，f_Ref为锁定后的参考光激光器输出的参考光的频率，f₁为冷却光与参考光之间的频差，f₂为第一束拉曼光与参考光之间的频差，f₃为第一束拉曼光与第二束拉曼光之间的频差。

4.根据权利要求3所述的一种基于双组分原子交织干涉效应的重力仪，其特征在于，还包括第一拍频锁相电路、第二拍频锁相电路和第三拍频锁相电路；

第一拍频锁相电路包括第一分频器、第一信号发生器、第一混频器、第一鉴频鉴相器和第一PID控制器，冷却光和参考光的拍频信号输入到第一分频器进行分频，分频后的拍频信号和第一信号发生器输出的信号经第一混频器混频后，再经第一鉴频鉴相器和第一PID控制器输出第一控制信号到冷却光激光器；

第二拍频锁相电路包括第一锁相介质振荡器、第二混频器、第二分频器、第三混频器、第二信号发生器、第二鉴频鉴相器和第二PID控制器，第一拉曼光和参考光的拍频信号、以及第一锁相介质振荡器的输出信号经第二混频器混频后，再经第二分频器进行分频，经第二分频器分频后的信号和第二信号发生器输出的信号经第三混频器进行混频后，再依次经第二鉴频鉴相器、第二PID控制器输出第二控制信号到第一拉曼光激光器，

第三拍频锁相电路包括第二锁相介质振荡器、第四混频器、第三分频器、第五混频器、第三信号发生器、第三鉴频鉴相器和第三PID控制器，第二拉曼光和参考光的拍频信号、以及第二锁相介质振荡器的输出信号经第四混频器混频后，再经第三分频器进行分频，经第三分频器分频后的信号和第三信号发生器输出的信号经第五混频器进行混频后，再依次经第三鉴频鉴相器、第三PID控制器输出第三控制信号到第二拉曼光激光器。