● 摘要
在同等干涉面积下,原子干涉仪比光学干涉仪具有更高的灵敏度,前者比后者高约10个数量级。由于原子干涉仪的高灵敏度,其在重力加速度、干涉式原子陀螺等精密测量领域有越来越重要的应用。原子干涉仪中原子相干的分束、偏转和合束的过程是原子干涉仪的核心,而拉曼激光是控制原子完成此过程的前提,因此拉曼激光系统对原子干涉仪的灵敏度有很重要的影响,而调制频率源对拉曼激光系统的性能也有很重要的影响,所以调制频率源技术研究是十分有必要的。
论文以实现固定频率、功率和相位噪声的调制频率源为目标,研究了一种适用于课题组拉曼激光系统的调制频率源方案,并进行了设计,最终完成了调制频率源的功能实现和性能研究。
在课题组搭建的拉曼激光系统背景下,通过分析拉曼激光系统的指标,研究了调制频率源对拉曼激光系统的影响,并提出了拉曼激光对调制频率源的指标要求。在此基础上,研究了调制频率源的总体方案。针对调制频率源输出的两路不同频率信号,分别确定了取样锁相频率合成和直接数字频率合成的方案,并主要对其中的取样锁相频率合成方案进行了理论分析和软件仿真,验证了所选方案的正确性。
对总体方案进行设计。根据功能,将调制频率源分为电光调制器(EOM)的驱动系统设计和声光调制器(AOM)的驱动系统设计。EOM驱动设计以实现取样锁相介质振荡器方案为目标,AOM驱动设计以实现FPGA+DDS的方案为目标,最终完成了调制频率源的实物设计。
调制频率源的测试与实验。通过对频率准确度,输出功率,相位噪声等指标的测量,测试结果表明,调制频率源所设计的总体方案是合理正确的。
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