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原子干涉仪是一种高精密的仪器,在精密测量领域有着越来越广泛的应用。本学位论文以冷原子干涉仪的研制及其在重力精密测量中的应用为题,开展了冷85Rb原子的制备与操控、冷原子的受激Raman跃迁与干涉、本地绝对重力测量等一系列工作,取得的主要创新性研究结果有以下几方面:
一、设计实现了一套原子干涉重力仪实验装置。利用磁光阱制备了冷原子云、通过移动光学粘胶实现了冷原子喷泉、采用Doppler敏感型受激Raman跃迁实现了冷原子干涉仪。
二、利用M-Z型喷泉式冷原子干涉仪,对重力进行了测量,测量的数据表明,实验系统的短期稳定度达到2×10-7g/Hz1/2,积分1888s后达到4.5×10-9g。在此基础上,对固体潮进行了123小时的连续观测,实验获得数据与理论模型预期吻合得很好。
三、利用原子干涉仪对本地的绝对重力进行了测量,测量结果与国家地震局3053测量站的重力参考值进行了比对,实验偏差小于1.57×10-7g。
四、完成了十米喷泉式原子干涉仪的安装调试,获得了初步的实验结果,为进一步开展基于原子干涉仪的弱等效原理实验检验工作奠定了基础。