题目：基于法布里-珀罗干涉仪的重力梯度测量方法研究

重力梯度作为在物理学中的一个重要参量，在科学研究中，存在着广泛的使用，比如在空间科学、地质科学和地球科学等等的研究中起着基础性的重要作用。在惯导的研究中，重力梯度测量精度的提高，可以显著提高惯导的测量精度。超导重力梯度仪、原子干涉重力梯度仪、旋转加速度计梯度仪以及静电加速度计梯度仪，都得到了广泛的研究和应用。其中，在这四种重力梯度仪中，基于超导的测量精度最高，现在的研究也集中于此，但是这种梯度仪对环境和低温要求苛刻，大范围使用较为困难，本文是基于光纤F-P干涉仪的重力梯度测量，是一种新的方法，主要开展以下研究：

一、进行基于光纤法布里-珀罗干涉仪的测量重力梯度的理论分析和完成了系统的总体方案设计，测量主要分为两步，通过柔性敏感头把对重力梯度的测量转化为位移的测量，通过水平和竖直两种状态的转变，使作用于上下相同的两个质量块相对距离发生改变；质量块相对距离的改变带动固定在上下质量块之上的F-P腔腔长发生了改变；通过波长解调的算法解调出光纤F-P腔长的改变量，最后测量出重力梯度。

二、完成了加速度计中敏感头的理论设计，对双边圆型、抛物线型柔性铰链进行了理论分析以及仿真验证，分析决定整个系统柔度的参数，并进一步分析精度与结构参数的关系，选择合适的材料和结构参数，仿真分析柔性铰链、单边移动副和双边移动副的精度和最大位移，对比分析影响柔性敏感头的参数，确定质量块的质量为10kg，几何中心距离为1m；通过对柔性敏感头的反复仿真和计算，最后设计的柔性敏感头的测量精度为1nm。

三、从系统整体测量精度的要求出发，建立了多光束干涉的模型，在模型的基础上，结合测量精度的要求，确定光源、耦合器、光纤法布里-珀罗腔的参数，在光路搭建的基础上，采用波长解调的算法，解调出腔长的改变量，最后通过仿真，波长解调的理论精度为pm量级，实验中以nm为步长，测量出的腔长改变量为1nm。进一步提高测量精度，重力梯度的测量精度会进一步提高。