本發(fā)明屬于高精度重力測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光力效應(yīng)的高精度重力測量裝置。

背景技術(shù)：

光力效應(yīng)是指攜帶能量和動量的光與物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生動量的交換，從而表現(xiàn)為光對物體施加力的作用。力的大小等于光引起的單位時間內(nèi)物體動量的改變，并由此可引起物體位移，速度狀況的變化。由光產(chǎn)生的力與光強度成正比，光強度越強、受輻射的物體質(zhì)量越小，這種輻射光壓效應(yīng)將越明顯。量子光學(xué)的發(fā)展，使得光與物質(zhì)相互作用的方法研究進展越來越迅速，納米科學(xué)以及半導(dǎo)體工業(yè)在先進材料和工藝上的發(fā)展，使得制造超敏感的微納米裝置成為可能，這些裝置在空間上可以做到原子尺度。這兩個方面結(jié)合起來便形成了量子光力學(xué)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于光力效應(yīng)的高精度重力測量裝置，該裝置通過光力驅(qū)動實現(xiàn)了對落體的提升和釋放，測量方便精確。

本發(fā)明的基于光力效應(yīng)的高精度重力測量裝置，包括高反射率反射鏡，光學(xué)有源諧振腔，輸出耦合鏡，激光功率計；其中光學(xué)有源諧振腔包含腔體和置于腔體內(nèi)的yag晶體，所述的yag晶體通過高功率激光進行泵浦，所述的高反射率反射鏡、光學(xué)有源諧振腔內(nèi)的yag晶體、輸出耦合鏡、激光功率計在豎直方向上由上而下沿直線分布。

上述技術(shù)方案中，所述的高反射率反射鏡的反射率為0.9到0.99之間，重量在1mg量級。

所述的yag晶體的直徑為3mm、長度為6cm，其中nd摻雜原子密度為0.6％。

所述的yag晶體在腔體內(nèi)被泵浦激光二極管以808nm波長激光泵浦，泵浦激光功率為10w以上。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的重力測量裝置通過光力效應(yīng)實現(xiàn)高精度重力儀中對落體的提升和釋放效果，避免了機械結(jié)構(gòu)的加工誤差，并且更加精確。并且結(jié)構(gòu)更加緊湊，方便實驗測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行進一步說明。

本發(fā)明的裝置可基于光力效應(yīng)進行高精度重力測量。本發(fā)明采用如圖1所示的裝置，該重力測量裝置包括高反射率反射鏡1，光學(xué)有源諧振腔2，輸出耦合鏡3，激光功率計4。其中光學(xué)有源諧振腔2包含腔體和置于腔體內(nèi)的yag晶體，yga晶體通過高功率激光進行泵浦，高反射率反射鏡1的反射率為0.9到0.99之間，重量在1mg量級。高反射率反射鏡1，光學(xué)有源諧振腔2，輸出耦合鏡3，激光功率計4在豎直方向上由上而下呈一直線分布。

本發(fā)明采用的光學(xué)驅(qū)動原理是一種創(chuàng)新的放大光子推進概念，其基于光學(xué)有源諧振腔，放大介質(zhì)yag晶體位于光腔內(nèi)。在這種包含增益介質(zhì)的光學(xué)諧振腔中，利用諧振腔對光子的反饋作用實現(xiàn)對落體平面的多次光壓效果，利用受激增益介質(zhì)對光子的放大作用實現(xiàn)光子微驅(qū)動力的放大和驅(qū)動效率的提高。

本發(fā)明是根據(jù)對落體的驅(qū)動力需求優(yōu)化設(shè)計所得，不同于典型的激光腔。典型激光器要求使得外腔中的激光輸出功率最大化，而本發(fā)明則是使得腔內(nèi)功率最大化。根據(jù)增益介質(zhì)具體特性的不同，高反射率反射鏡1的反射率選擇在0.9到0.99之間。本發(fā)明為了最小化增益介質(zhì)中的吸收損耗，所以需要設(shè)計為使腔2內(nèi)功率最大化。增益介質(zhì)應(yīng)當非常薄，厚度小于5mm，以最小化增益介質(zhì)中的吸收損耗。這類似于用于產(chǎn)生腔內(nèi)二次諧波的固態(tài)盤式激光器中增益介質(zhì)的情形，但并不需要倍頻晶體。測量時通過光力效應(yīng)將高反射率反射鏡1拉升到一定高度，然后斷開泵浦激光，實現(xiàn)高精度反射鏡1的自由下落，進行實驗測量，然后加大泵浦激光，實現(xiàn)高精度反射鏡1的減速和停止過程。本光力驅(qū)動重力測量裝置代替機械結(jié)構(gòu)帶動的參考棱鏡的提升和下落。

激光放大在直徑為3mm、長度為6cm、摻雜劑密度為0.6％的nd：yag晶體中實現(xiàn)。nd：yag晶體在側(cè)泵浦配置被泵浦激光二極管以808nm波長激光泵浦。泵浦激光功率為10w以上。通過力學(xué)傳感器測量激光開啟與關(guān)閉時hr鏡的重量之間的差值來確定光驅(qū)動力。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于光力效應(yīng)的高精度重力測量裝置，包括高反射率反射鏡，光學(xué)有源諧振腔，輸出耦合鏡，激光功率計；其中光學(xué)有源諧振腔包含腔體和置于腔體內(nèi)的YAG晶體，所述的YAG晶體通過高功率激光進行泵浦，所述的高反射率反射鏡、光學(xué)有源諧振腔內(nèi)的YAG晶體、輸出耦合鏡、激光功率計在豎直方向上由上而下沿直線分布。本發(fā)明的重力測量裝置通過光力效應(yīng)實現(xiàn)高精度重力儀中對落體的提升和釋放效果，避免了機械結(jié)構(gòu)的加工誤差，并且更加精確。并且結(jié)構(gòu)更加緊湊，方便實驗測量。

技術(shù)研發(fā)人員：黃騰超;陳傲;龐斌;賀青;劉承;舒曉武
受保護的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.03
技術(shù)公布日：2017.09.29