The invention discloses a gravity instrument based on the thermo optic field bunching effect, belonging to the field of gravity exploration. When the measuring beam and the reference beam reaches the two detectors at the same time, the optical signal of the two detector output is normalized two order correlation function calculation, get the peak value, which shows the bunching effect, gravity apparatus of the invention is the thermal field bunching effect, due to the use of the calculation method of the normalized order two the correlation function, the optical path difference has little influence on the measurement results, so the invention is not affected by atmospheric disturbance, which can overcome the traditional gravity meter used in atmospheric environment cannot be directly exposed, can realize the detection of the anti-jamming ability of gravity, both engineering and high resolution, and can be widely applied in the complex environment of gravity exploration.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于热光场聚束效应的新型重力仪,属于重力探测领域。
技术介绍
IMGC-2型绝对重力仪是意大利国家计量院研制的,采用的是上抛-下落原理。美国JILA实验室Faller的研究小组研制了六台JILA-g型绝对重力仪,提供给多个国家的计量和测绘部门使用,后来Niebauer等在JILA-g的基础上进行改进,实现了高精度绝对重力仪的商品化,即目前Micro-g公司生产的FG-5型绝对重力仪。1999年朱棣文等发表在基于原子干涉仪的高精度绝对重力测量结果,在精密物理测量领域引起广泛关注。2012年清华大学也自主研制了T-1型可搬运式高精度绝对重力仪,可实现微伽量级不确定度的精密重力测量。复杂环境下的重力探测要求重力仪具有强抗干扰能力,高分辨率,否则测量结果会严重失真。而上述重力仪都存在高分辨率和工程化难以兼顾、抗干扰能力较差的问题。例如基于经典光学的重力仪,工程化简单,但是高分辨率要求所使用的光源带宽较宽,容易引起色散,影响分辨率提高,且抗干扰能力较差;原子干涉重力仪分辨率较高,但是抗干扰能力较差,且难以实现工程化。因此,现有重力仪不能满足复杂环境下的重力探测需要。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供一种基于热光场聚束效应的重力仪,不受大气扰动的影响,能够实现抗干扰重力探测,兼顾工程化和高分辨率,可广泛应用于复杂环境下重力加速度g的测量。本专利技术的技术解决方案是:基于热光场聚束效应的重力仪,包括热光源、透镜、小孔、极化分束器、第一反射镜、分束器、应力传感器、待下落棱镜、参考棱镜、第二反射镜、延时器、第一探测器、第二探测器 ...
【技术保护点】
基于热光场聚束效应的重力仪,其特征在于,包括热光源(1)、透镜(2)、小孔(3)、极化分束器(4)、第一反射镜(5)、分束器(6)、应力传感器(7)、待下落棱镜(8)、参考棱镜(9)、第二反射镜(10)、延时器(11)、第一探测器(12)、第二探测器(13)、符合测量逻辑计算器(14)以及原子钟(15);小孔(3)放置于透镜(2)的焦平面上,热光源(1)发出的光经过透镜(2)会聚到小孔(3)上,从小孔(3)出射的光经过极化分束器(4)变成线偏振光后入射到第一反射镜(5)上,经第一反射镜(5)反射后入射到分束器(6)上,经分束器(6)透射的光经过延时器(11)延时后被第二探测器(13)接收,经分束器(6)反射的光沿竖直方向向上传输,入射到待下落棱镜(8)上,经待下落棱镜(8)回射后,沿竖直方向向下传输,入射到参考棱镜(9)上,经参考棱镜(9)回射后,入射到第二反射镜(10)上,经第二反射镜(10)反射后被第一探测器(12)接收,第一探测器(12)和第二探测器(13)将探测到的光信号同时输入到符合测量逻辑计算器(14),符合测量逻辑计算器(14)对第一探测器(12)和第二探测器(13)输出 ...
【技术特征摘要】
1.基于热光场聚束效应的重力仪,其特征在于,包括热光源(1)、透镜(2)、小孔(3)、极化分束器(4)、第一反射镜(5)、分束器(6)、应力传感器(7)、待下落棱镜(8)、参考棱镜(9)、第二反射镜(10)、延时器(11)、第一探测器(12)、第二探测器(13)、符合测量逻辑计算器(14)以及原子钟(15);小孔(3)放置于透镜(2)的焦平面上,热光源(1)发出的光经过透镜(2)会聚到小孔(3)上,从小孔(3)出射的光经过极化分束器(4)变成线偏振光后入射到第一反射镜(5)上,经第一反射镜(5)反射后入射到分束器(6)上,经分束器(6)透射的光经过延时器(11)延时后被第二探测器(13)接收,经分束器(6)反射的光沿竖直方向向上传输,入射到待下落棱镜(8)上,经待下落棱镜(8)回射后,沿竖直方向向下传输,入射到参考棱镜(9)上,经参考棱镜(9)回射后,入射到第二反射镜(10)上,经第二反射镜(10)反射后被第一探测器(12)接收,第一探测器(12)和第二探测器(13)将探测到的光信号同时输入到符合测量逻辑计算器(14),符合测量逻辑计算器(14)对第一探测器(12)和第二探测器(13)输出的光信号做归一化二阶关联函数计算;所述应力传感器(7)位于待下落棱镜(8)的正下方,在重力测量过程中,原子钟(15)记录待下落棱镜(8)做自由落体运动的起始时刻t1以及下落到应力传感器(7)上的末时刻t2,利用公式计算重力加速度g,其中Δt=t2-t1,Δτ=τ2-τ1,τ1为待下落棱镜(8)未做自由落体运动时,符合测量逻辑计算器(14)做归一化二阶关联函数计算得到峰值时延时器(11)的延时,τ2为待下落棱镜(8)位于应力传感器(7)上时,符合测量逻辑计算器(14)做归一化的二阶关联...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵连洁,霍娟,杨然,张安宁,
申请(专利权)人:北京航天控制仪器研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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