纳瓦(nw)级弱光锁相技术研究

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofPhysicsAStudyonnW-LevelWeakLightOpticalPhase-lockingTechniquesCandidate:WanChaoMajor：：：RadioPhysicsSupervisor：：：Prof.Hsien-ChiYehHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei,430074,P.R.Chin

2、aDecember,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文

3、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要弱光锁相技术是空间引力波探测和卫星重力场测量任务中的关键技术之一，而地球重力场测量对国防安全、能源探索、地球物理学等具有重大意义，目前国内现阶段正欲大力发展卫星重力测量，因此进行弱光锁相技术的研究对于我国刚刚起步的卫星重力测量计划具有非常重要的意义！本文以空间引力波探测计划为背景详细

4、调研了空间卫星弱光锁相技术实现方案，并针对我国的卫星重力测量SAGM计划根据需求提出可行的高精度弱光零差光学锁相方案，并通过1米长基线应答式激光干涉测距系统验证该弱光锁相方案。单独的零差光学锁相实验成功实现对10nW的微弱光进行光学锁相，锁相残余相位误---4---3差为4´´´10rad/Hz@1.0Hz，达到需求的6´´´10rad/Hz@1.0Hz的目标。对实---6验结果的初步分析表明当前的实验结果与散粒噪声极限值6´´´10rad/Hz相差~65倍，主要原因是由主、从激光器的相位噪声和功率抖动引起的。1米长基线应答式零差光学强

5、光锁相（P1=1mW，P2=1mW）激光干涉测距系统实验结果表明零差光学锁---4相环对整个测距系统贡献的相位误差为2´´´10rad/Hz@1.0Hz，等效的位移测量噪声（lll===1064nm）为34pm/Hz@1.0Hz。关键词：引力波探测地球重力场测量SAGM计划弱光锁相锁相环I华中科技大学硕士学位论文II华中科技大学硕士学位论文AbstractWeaklightopticalphase-lockingisoneofthekeytechnologiesforspacebornegravitationalwavedetectio

6、nandtheadvancedEarth’sgravityrecoverymissions.SincetheEarth’sgravityrecoveryisimportantforsecurityofnationaldefense,resourceexploration,geophysicalresearch,itisplannedtolunchsatellitemissioninthenearfutureinChina,calledSAGM(SpaceAdvancedGravityMeasurement).Thereforeit’sv

7、erymeaningfulatthismomenttodevelopkeytechnologiesforadvancedEarth’sgravityrecoverymissions.Inthisthesis,wepresenttheresearchanddevelopmentofweak-lightopticalphaselockingthatisaimingatachievingtherequirementofinter-satellitelaserrangingwithadistancebetweentwosatellitesofa

8、bout200km.Westartedtostudythehomodyneopticalphaselockedloop.Thepreliminaryresultshowedthatfora10-nWrece