[发明专利]一种光学干涉式重力仪中的闭环信号采集方法

摘要

本发明公开的光学干涉式重力仪中的闭环信号采集方法，采用具有稳频激光光源、第一分束器、落体棱镜、参考棱镜、两个平行设置的平面反射镜、第二分束器、光电探测器、相位调制器以及PC上位机或者示波器的信号采集装置，由光电探测器将落体棱镜下落过程中采集的光信号作为反馈信号输给相位调制器，相位调制器输出一个偏置相位，补偿落体下落过程中测试光和参考光之间的相位差，相位补偿至2π后立即重置，并且重复相位补偿过程。通过相位调制器引入的相位差以及产生相位差的电压值作为最后获得的信号数据。本发明信号数据处理简便，测量灵敏度高。

主权项

一种光学干涉式重力仪中的闭环信号采集方法，其特征是，采用具有稳频激光光源（1）、第一分束器（2）、落体棱镜（3）、参考棱镜（4）、两个平行设置的平面反射镜（5）、第二分束器（6）、光电探测器（9）、相位调制器（11）以及PC上位机或者示波器（10）的信号采集装置，其中稳频激光光源（1）、第一分束器（2）、相位调制器（11）、第二分束器（6）和光电探测器（9）依次在同一水平直线上，落体棱镜（3）和参考棱镜（4）位于第一分束器（2）两侧并在同一竖直直线上，相位调制器（11）的输入端与第一分束器（2）的输出端相连，相位调制器（11）的输出端与第二分束器（6）的输入端相连，第二分束器（6）的输出端与光电探测器（9）的输入端相连，光电探测器（9）的输出端与PC上位机或者示波器（10）的输入端相连，光电探测器（9）的信号输出端与相位调制器（11）的信号输入端相连，相位调制器（11）的信号输出端与PC上位机或者示波器（10）的信号输入端相连；信号采集步骤如下：信号采集过程中，使落体棱镜（3）在真空中进行自由落体运动，从第一位置（7）下落到第二位置（8），下落过程中由稳频激光光源（1）发出的光经过第一分束器（2）分为两束，其中一束光作为测试光路，竖直向上依次经过落体棱镜（3）、参考棱镜（4）和两个平行设置的平面反射镜（5）反射到达第二分束器（6），另一束光作为参考光路，水平出射经过相位调制器（11）射入第二分束器（6），落体棱镜（3）在下落过程中，测试光参考光之间有光程差，在第二分束器（6）处发生干涉，第二分束器（6）输出干涉条纹信号传输给光电探测器（9），由光电探测器（9）将输入的光信号转换成为电信号分两路输出，其中一路信号作为反馈信号输给相位调制器（11），另一路信号传送给PC上位机或者示波器（10）进行数据保存和处理，相位调制器（11）根据输入的反馈信号调节偏置电压，在参考光路中引入一个补偿相位差，使测试光和参考光的总相位差保持不变，相位调制器（11）的输出信号输入PC上位机或者示波器（10），由PC上位机或者示波器（10）将相位调制器的偏置电压进行处理计算，作为计算重力加速度g值的测量数据。