“天琴計劃”利用長基線空間激光干涉測量由引力波引起的兩自由落體狀態(tài)檢驗質(zhì)量微小間距變化,其中關(guān)鍵技術(shù)之一是高精度慣性傳感器。目前常用的高精度慣性傳感器主要基于電容位移測量,通過測量檢驗質(zhì)量與電容極板之間耦合電容的變化來測量檢驗質(zhì)量的姿態(tài)運動。其優(yōu)點是集成度高、穩(wěn)定性好、技術(shù)成熟;主要缺點在于檢驗質(zhì)量自由活動空間小,不適用于無拖曳測量模式。電容式測量還存在較大的反饋靜電力擾動,限制了檢驗質(zhì)量的殘余加速度水平。近年來,光學(xué)式傳感成為慣性傳感器的熱門研究方向。2015年成功發(fā)射的LISA Pathfinder探測試驗衛(wèi)星首次利用激光干涉測量實現(xiàn)了5×10-15 m/s2加速度噪聲水平的無拖曳測量。本論文圍繞天琴計劃所需的慣性傳感器中檢驗質(zhì)量多自由度的光學(xué)傳感展開討論,分析并比較了多種光學(xué)式位移和角度的測量方法,最終選擇利用激光外差干涉的方式對檢驗質(zhì)量多自由度光學(xué)傳感系統(tǒng)進行設(shè)計。結(jié)合高精度相位測量達到了皮米級位移分辨率和納弧度級角度分辨率,可用于天琴計劃慣性傳感器中檢驗質(zhì)量的多自由度姿態(tài)傳感�；诙嗦芳す飧缮鏈y量原理,本論文研究了一套二自由度高精度測量系統(tǒng),可用于空間慣性傳感以及其他需要超精... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 引力波探測
    1.2 課題研究背景
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
2 高精度干涉測量系統(tǒng)方案設(shè)計
    2.1 激光干涉測量原理
    2.2 干涉儀系統(tǒng)方案概述
    2.3 方案論證
    2.4 方案比較
    2.5 本章小結(jié)
3 干涉儀系統(tǒng)的搭建與調(diào)制測試
    3.1 干涉儀系統(tǒng)模塊
    3.2 測試平臺的搭建
    3.3 干涉儀系統(tǒng)調(diào)制測試
    3.4 本章小結(jié)
4 干涉測量系統(tǒng)實驗結(jié)果
    4.1 位移測量結(jié)果
    4.2 角度測量結(jié)果
    4.3 本章小結(jié)
5 多自由度耦合的理論分析與實驗測試
    5.1 檢驗質(zhì)量多自由度運動耦合的理論分析
    5.2 多自由度運動耦合測試系統(tǒng)組成
    5.3 多自由度運動耦合測試實驗結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士期間發(fā)表的論文
附錄2 差分波前傳感和光杠桿非線性響應(yīng)理論推導(dǎo)
附錄3 matlab數(shù)據(jù)處理程序
附錄4 檢驗質(zhì)量ZYGO干涉儀面形測試


【參考文獻】：
博士論文
[1]星載激光穩(wěn)頻原理演示系統(tǒng)的研制[D]. 駱穎欣.華中科技大學(xué) 2016
[2]外差激光干涉儀中的高精度相位測量研究[D]. 梁浴榕.華中科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]十米長基線雙頻激光干涉測距演示系統(tǒng)搭建與實驗研究[D]. 閆奇眾.華中科技大學(xué) 2011



本文編號：3192013