量子电子学报

作者：庞宇轩,周璐,闫思彤,蒋俊杰,何川,徐润东,张保成,周林,王谨,詹明生,

单位：1. 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院；2. 中国科学院武汉物理与数学研究所；3. 中国地质大学（武汉）；

关键词：量子光学,原子剪切干涉仪,探测系统倾角测量,原子干涉相移测量法,

基金：湖北省科技重大专项 (ZDZX2022000001), 湖北省自然科学基金 (2022CFA096), 国家自然科学基金 (12174403, 12304547, 12304549, W2412045)

原子剪切干涉技术是近年来快速发展起来的一种原子物质波干涉测量技术, 由于具有高精度、实时测量等特点, 因此在基础物理和应用技术等领域逐渐受到关注。在利用原子剪切干涉仪进行高精度测量时, 探测系统的倾角是系统误差的重要来源之一。围绕这一问题, 本文首先进行了理论分析, 评估了探测系统倾角对原子干涉仪测量性能的影响; 随后, 分别采用铅垂线测量法和原子干涉相移测量法对处于系统安装和测量阶段的原子剪切干涉仪进行了倾角测量。在铅垂线测量法中, 其倾角测量分辨率为0.6 mrad, 考虑各类误差的影响, 整体测量精度在1~2 mrad左右。在原子干涉相移测量法中, 针对不同类型的原子剪切干涉仪, 分别采用不同的原子干涉相移参考体系对探测系统的倾角进行了测量: 针对用于重力、重力梯度、转动测量的单组分原子干涉仪, 提出并实现了同步双内态探测的原子干涉相移测量法, 其倾角测量分辨率为0.3 mrad, 可使倾角对重力测量的影响降低到10−10 g水平; 针对用于等效原理检验的双组分原子干涉仪, 提出并实现了可进行实时监测的交替探测原子干涉相移测量法, 其倾角测量分辨率为0.3 mrad , 可满足10−13 g水平的差分重力测量分辨率需求。本文采用的研究方法将为解决原子剪切干涉仪中探测系统倾角导致的系统误差问题提供重要参考。

来源：2025年第4期

《量子电子学报》期刊编辑部

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