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一种实时测量原子绝对重力仪波前畸变的装置和测量方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-12 14:56:41

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”科技创新全链条服务生态系统专业科技服务团| bayuegua123 | 2022-11-18 09:17:11

本发明的目的就在于克服现有方法存在的上述缺点和不足,提供一种实时测量原子绝对重力仪波前畸变的装置,还可以提供一种实时测量原子绝对重力仪波前畸变的测量方法。本发明的目的通过以下技术方案实现:一种实时测量原子绝对重力仪波前畸变的装置,包括激光光源,还包括激光耦合头、分光平片、反射镜、WFS波前分析仪、和设置在真空腔上的真空腔底部窗片,激光光源经激光耦合头出射激光,激光耦合头出射的激光经过分光平片形成透射光和反射光,透射光射向反射镜,反射镜对透射光进行反射,经反射镜反射的透射光沿原光路返回至分光平片,分光平片将自反射镜反射的透射光反射至WFS波前分析仪;反射光入射至真空腔底部窗片,真空腔底部窗片对反射光进行反射,经真空腔底部窗片反射的反射光原光路返回至分光平片并透射分光平片进入WFS波前分析仪。如上所述的激光光源经激光耦合头出射激光为第一激光或第二激光,真空腔底部窗片外侧一面镀设有第一反射膜,第一激光的波长和第一反射膜的反射波长相同,真空腔底部窗片内侧一面镀设有第二反射膜,第二激光的波长和第二反射膜的反射波长相同。

真空腔抽真空之后,在真空腔外部就可以实时进行测量,就可以得到激光经过真空腔底部窗片之后的波前畸变,克服了在真空腔安装后测量真空腔底部窗片面型的困难,并且能实时测量真空腔底部窗片5的面型,对比现在国内国际主要使用的外推法评估波前畸变系统误差的方法更准确。

经过30年的发展,原子重力仪目前已经具备很高的技术成熟度。在2017年绝对重力仪国际比对中,6台来自中国的原子绝对重力仪参加了比测,其中有4台重力仪的比测结果达到了与国际上最先进的经典重力仪相当的水平并被组委会采纳。法国宇航局的GIRAFE型原子重力仪分别实现了海上和航空重力测量,测量精度超过了同行比测的经典相对重力仪。目前市场上的绝对重力仪产品主要是美国Microg公司的落体式绝对重力仪,原子重力仪作为新一代的量子重力传感器也已经实现了商品化, Muquans和中科酷原等国内外公司都推出了各自的原子绝对重力仪产品。

精密重力测量技术在资源勘探、自主导航、地质结构与地震研究等诸多领域具有十分重要的意义,实时测量原子绝对重力仪波前畸变技术具有高精度、低漂移、无机械磨损等特点,已经逐步成熟并在许多方面展现出相对于经典仪器的优越性。本技术具有高精度、低漂移、无机械磨损等优势,是极具应用潜力的新一代精密重力测量仪器。目前,原子重力仪已经具备很高的成熟度并已在静态和动态场景下全面展现出与经典仪器相当甚至超越的性能。原子重力梯度仪近年来在可靠性、分辨率、准确度和集成度等方面也取得了一系列重要进展并达到了很高的水平,但在动态测量场景下仍存在一些问题,这些问题有望基于现有的创新技术得到解决。

詹明生,男,中共党员。1961年8月11 日出生,1981年12月毕业于湖北师范学院物理系学习,获学士学位;1988年8月在中国科学院安徽光学精密机械研究所获理学博士学位。1988年8月—1991年8月在日本国立电气通信大学激光极限技术研究中心做博士后研究工作。1991年8月—1996年3月在中国科学院安徽光学精密机械研究所工作,历任助理研究员、副研究员、研究员。1995年入选中国科学院“百人计划”。 1996年4月到中国科学院武汉物理与数学研究所任研究员和原子分子物理研究室主任;1999年7月任常务副所长;2001年9月-2007年11月任所长。2007年11月起任所党委书记(主持所党委工作,分管研究生教育工作)。 詹明生研究员是中科院知识创新重大项目“量子物理与信息”和“冷原子物理”的首席科学家,国家“973”项目“量子通信和量子信息技术”的课题负责人。

根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年量子重力仪行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,近年来,得益于量子技术进步,量子重力仪研究取得良好进展,量子重力仪逐渐从实验室走向应用,目前正向着商品化、小型化、动态化、实用化以及高精度方向发展。国外量子重力仪相关研究机构和企业有斯坦福大学、法国MuQuans公司、英国伯明翰大学等。

我国量子重力仪研究起步于于21世纪初。截止至目前,量子重力仪在国际上已有30多年的发展历史,但由于高精度重力仪制造技术一直被国外垄断,我国量子重力仪商业化进程缓慢。量子重力仪在资源勘探、灾害预防、基础科研、地球科学、深地探测等领域具有广阔应用前景,近年来,得益于技术进步,量子重力仪逐步走向商业化、实用化。作为一种新型重力仪,量子重力仪应用仍受外界环境因素的限制,尤其是振动,未来新开发的量子重力仪需在可靠性、稳定性等性能方面不断提升。

经过多年研发,我单位研发的实时测量原子绝对重力仪波前畸变的装置和测量方法取得关键性突破,具有广阔的市场前景和经济效益。

技术许可、技术转让;寻求资源对接,最好有明确的目标合作区域、目标合作领域、目标合作企业等;目标合作投融资机构等