原子相位剪切干涉仪超高真空系统的研制.pdf

原子相位剪切干涉仪超高真空系统的研制 原子相位剪切干涉仪超高真空系统的研制 摘 要 原子相位剪切干涉仪是基于物质波干涉的高精度测量仪器，在资源勘探、地 震观测、惯性导航等方面有着重要的应用，真空系统是干涉仪的重要组成部分， 也是实现原子干涉过程的首要条件，真空度的好坏直接影响着原子干涉仪的测量 精度。 为此，本文从原子干涉及真空技术原理出发，研制了一套可用于原子相位 剪切干涉仪的超高真空系统，本文的工作包括以下几个方面： （1）设计了一套上抛式原子相位剪切干涉仪的超高真空系统结构，该真空系 统除了传统干涉仪真空系统包括的磁光阱部分探测部分和干涉部分，底部还包括 有一个用于放置拉曼反射镜控制平台的真空腔，接着通过分析了该套系统的流导 以及气载，理论计算了该套真空系统的真空度可以达到109 Pa 并通过实验验证。 本文还设计了用于原子相位剪切干涉仪的磁场系统，包括二维磁光阱线圈、三维 磁光阱线圈和磁屏蔽等结构，并对一些主要参数进行了优化。 2 （）设计了一种可内置于原子相位剪切干涉仪超高真空系统中的精密倾斜 平台，平台采用压电陶瓷驱动器驱动，其传动部分为了弥补传统柔性铰链无法用 于超高真空环境下的缺陷，本文新设计了一种高刚度、低出气率的传动部件—— 用三对高刚度的石英球头与石英弧形槽组合进行传动，并分析了平台的出气率。 本文还通过实验测得该精密倾斜平台绕x、y 轴的倾斜角分辨率分别为3.24 µrad 和 1.87 µrad 。 关键词：原子相位剪切干涉仪，超高真空系统，精密角度控制 I 浙江工业大学硕士学位论文 STUDY ON UITRA-HIGHVACUUM SYSTEM OF ATOMICPHASE SHEARINGINTERFEROMETER ABSTRACT Atomic phase shearing interferometer is a high-precision measuring instrument based on matter wave interference. It can be applied in significant areas such as resource exploration, seismic observation, and inertial navigation. As an important component of interferometer, the vacuum system is the primary condition for realizing atomic interference, so the extent of vacuum degree directly affects the measuring accuracy of atomic interferometer. To this end, based on the principles related to atomic interference and vacuum technology, this paper has developed a set of ultra-high vacuum system which can be used in atomic phase shearing interferometer. This paper involves the following work: (1) A structure of ultra-high vacuum system was designed for up-cast atomic phase shearing interferometer. In addition to the magneto-optical trap portion detection portion and interfere