拉曼光反射镜隔振平台设计及性能测试

茹 宁， 李 成， 王 宇， 张 力， 樊尚春

(1.中国计量科学研究院 前沿计量科学中心，北京 100029;2.北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191;3.北京长城计量测试技术研究所 重点实验室，北京 100095)

基于原子干涉原理实现重力测量的原子干涉重力仪是通过拉曼光脉冲操控原子实现原子干涉的[1]，拉曼光是由一束激光射向反射镜形成具有一定频差的对射激光[2-7]，由于反射镜振动产生的拉曼光相位噪声是限制重力仪分辨率的主要因素[8-9]，因此为提高重力仪测量精度，消除拉曼光反射镜振动噪声是亟待解决的问题[10]。

我们的原子干涉重力仪所处的隔振地基可以隔离频率100 Hz以上频率的振动，小于50 Hz的低频以及超低频振动则需要采用主动隔振方式，以实现更高精度的测量[11-12]。按照现阶段的实验室测量精度要求，我们可以反推得出拉曼光反射镜需要隔离频率大于60 Hz的振动，因此本文设计的小型隔振平台主要针对60～100 Hz频率范围。今后为进一步提高重力仪精度时会在此工作基础上增加主动隔振方案。

1 结构设计与仿真

由于现阶段研制的小型化原子干涉仪的真空腔下部窗口放置拉曼光反射镜的空间有限，隔振器的尺寸不能超过10 cm(长)×10 cm(宽)×7 cm(高)。同时还要考虑安装调试预留的空间，因此从结构和材料的选取上考虑，设计一种类似弹簧功能的小型被动隔振平台。

1.1 结构设计

如图1所示，这种结构的设计思想来源于具有减振效果的声子晶体复合材料，区别是这里只用到其结构中的一个原包[13-15]。……