[发明专利]一种双自由落体的绝对重力测量光学系统和方法

摘要

本发明公开了一种双自由落体的绝对重力测量光学系统，包括激光光源、落体机构、上真空室、下真空室和设置在上真空室和下真空室之间的干涉仪；所述落体机构包括两个完全相同、相对应的分别设置在上、下两真空室内的上落体棱镜和下落体棱镜；所述干涉仪包括第一干涉系统、第二干涉系统和第三干涉系统；所述激光光源射入干涉仪后，经过第一干涉系统、第二干涉系统和第三干涉系统后，产生三个干涉信号，用于计算绝对重力真值。本发明还提供了和该系统对应的测量方法。

主权项

1.一种双自由落体的绝对重力测量光学系统，其特征在于，包括激光光源、落体机构、上真空室、下真空室和设置在上真空室和下真空室之间的干涉仪；所述落体机构包括两个完全相同、且相对应分别设置在上真空室和下真空室内的上落体棱镜和下落体棱镜；所述干涉仪包括第一干涉系统、第二干涉系统和第三干涉系统；所述激光光源射入干涉仪后，经过第一干涉系统产生用于计算上落体棱镜所在点的重力加速度值的第一干涉信号，经过第二干涉系统产生用于计算下落体棱镜所在点的绝对重力加速度值的第二干涉信号，经过第三干涉系统产生用于计算上落体棱镜所在点与下落体棱镜所在点之间的重力加速度梯度值的第三干涉信号；所述第一干涉系统包括第一分光镜、第二分光镜、第三分光镜、第四分光镜、第一反光镜、第二反光镜、参考棱镜和第一光电接收器，各元件的位置关系满足以下的光线传输路径：激光光源发出一条激光，经过第一分光镜后被分为两束光，其中一束光经过第一反射镜后入射第二分光镜，光在第二分光镜表面再次被分为两束光，其中反射光经上真空室中上落体棱镜和参考棱镜反射后，再通过第二反光镜和第四分光镜的反射，最终与第一分光镜的透射光交汇于第三分光镜，形成干涉被第一光电接收器接收；所述第二干涉系统包括第一分光镜、第五分光镜、第六分光镜、第七分光镜、第四反光镜、参考棱镜和第二光电接收器，各元件的位置关系满足以下的光线传输路径：经过所述第一分光镜后被分为的两束光中的另一束入射第六分光镜，激光入射第六分光镜后被分为两路，一路直接透射到第七分光镜上，另一路经过下落体棱镜、参考棱镜、第四反光镜和第五分光镜后与透射光形成干涉，被第二光电接收器接收；所述第三干涉系统包括第五分光镜和第三光电接收器，激光通过上真空室中上落体棱镜和参考棱镜反射的光和通过下真空室下落体棱镜和参考棱镜反射的光最后交汇于第五分光镜，而在此分光镜上形成的干涉条纹被第三光电传感器接收；所述干涉仪的参考棱镜为一整体结构，包括上下两个子棱镜，且二者光心重合。