摘要：在原子干涉重力实验中,拉曼激光制备常采用光学锁相环方法,即先将主从激光器拍频信号与6.8 GHz微波信号源进行混频,再与直接数字频率合成信号发生器进行鉴频鉴相,得到的反馈信号用以控制激光器实现低噪声拉曼光输出,而拉曼光相噪将直接影响原子干涉重力仪的灵敏度。本设计采用STM32F103C8T6单片机对LMX2594数字锁相环芯片进行编程控制,通过锁相环频率合成技术,最终获得6.8 GHz的微波信号源。测试结果表明,该微波信号源相位噪声分别为−65.2 dB@1 Hz、−95.3 dB@1 kHz,频率稳定度为2.72×10^(-11)@1 s,输出功率大于10 dBm。在脉冲间隔时间为100 ms时,信号源对原子干涉重力仪灵敏度的影响为8×10^(-8) m/s^(2)/Hz^(1/2),分辨率影响为2×10^(-8) m/s2@600 s,具有频率稳定度高、相位噪声低等优点,可以满足原子干涉重力实验。

摘要：原子重力测量实验中,需要通过扫频频率源来实现主从Raman激光的线性啁啾,进而补偿原子在自由下落过程中产生的多普勒频移,实现当地重力加速度g的测量。针对传统扫频频率源体积大、发热量大的问题,通过AD9959数字芯片设计了一款扫频频率源,可用作原子喷泉扫频控制和Raman光锁相环鉴频鉴相本振参考。最终通过实验测得:该扫频信号源的相位噪声为-112 dB@1 kHz,频率稳定度为1.38×10^(-11)@1 s,对原子重力仪灵敏度影响为2.81×10^(-9)g/Hz^(1/2),600 s积分时间对原子重力仪实验影响为1.15×10^(-10)g。该系统具有低噪声、高稳定度的特点,可满足搬运式原子重力仪分辨力10^(-10)g需求。研究结果为原子重力仪从原理样机向工程化可搬运实验测试仪器发展提供了一定参考。