一種可移動冷原子絕對重力加速度傳感器的製作方法
2023-05-28 01:25:36 2
本發明屬於絕對重力加速度精密測量領域，特別涉及一種小型的可移動冷原子絕對重力加速度傳感器。
技術背景
高精度絕對重力加速度測量在地理測繪、資源勘探、地質研究、環境監測以及國土安全等領域有著非常廣泛的應用前景。
最早用於測量絕對重力加速度的設備基於單擺原理，其測量重複率差且精度不高。目前性能最好的絕對重力儀是基於雷射幹涉的方法，通過在真空中精確測量自由下落反射鏡的位置隨時間變化關係來提取絕對重力加速度。基於雷射幹涉的絕對重力儀(如fg-5型重力儀)的最高測量精度可達2微伽，然而，這種絕對重力儀的測量重複率不高、維護調節複雜、價格昂貴，且受機械結構、加工工藝、材料屬性的限制，其重力測量性能的提高面臨極大瓶頸(j.faller,i.marson.「ballisticmethodsofmeasuringg-thedirectfree-fallandsymmetricalrise-and-fallmethodscompared」,metrologia,198825(1)49-55.)。
冷原子幹涉型絕對重力儀是近二十年內快速發展起來的一種新型絕對重力傳感器。與傳統雷射幹涉式絕對重力儀不同，它利用冷原子物質波的幹涉性質，通過精確測量重力誘導的幹涉條紋相位變化來提取重力信息。利用冷原子團作為落體進行重力測量具有諸多優勢：冷原子團內的各個原子具有全同性，可近似被看做是相同的原子，因此測量不受機械、材料及工藝的限制；測量原理基於原子的內稟屬性，測量受外界因素影響較小，因此穩定性更高。冷原子團這種量子物質的獨特屬性使得原子重力儀的優勢越來越明顯，正因為如此，近年來，冷原子幹涉型絕對重力儀引起了國內外研究小組的關注。
早在1974年，s.altshuler等人以專利的形式提出了構建原子幹涉儀的方法及裝置(s.altshuler.「matterwaveinterferometric」1973.)。隨後，j.f.clauser等提出利用原子幹涉儀精密測量重力加速度的設想(j.f.clauser.「rotation,acceleration,andgravitysensorsusingquantum-mechanicalmatter-waveinterferometrywithneutralatomsandmolecules」1989)。史丹福大學的朱棣文等利用受激拉曼躍遷實現了冷原子的速度選擇，並提出可利用這種雙光子受激拉曼躍遷構建內態原子幹涉儀。1992年，世界上第一臺原子噴泉式重力儀誕生(m.kasevich,s.chu.「measurementofthegravitationalaccelerationofanatomwithalight-pulseatominterferometer」,appl.phys.b,199254(5)321-332.)，它由朱棣文小組設計完成，重力測量解析度為30μgal@2000s。經改進，該冷原子重力儀的測量精度達到μgal量級。
得益於冷原子物理、量子光學及原子幹涉技術的快速發展，冷原子重力儀的靈敏度和長期穩定度已經超過了fg-5(c.freier,m.hauth,v.schkolniketal.「mobilequantumgravitysensorwithunprecedentedstability」,arxiv:1512.05660,201581-11.)，測量精度也與fg-5接近(s.merlet,q.bodart,n.malossi,etal.comparisonbetweentwomobileabsolutegravimeters:opticalversusatomicinterferometers.metrologia,2010,47(4):9-11.)。
然而，目前國內外各研究單位的冷原子絕對重力儀基本處於原理樣機階段，其核心部分(超高真空腔)大多由無磁不鏽鋼或金屬鈦材料設計製作，這類真空腔受通光面積限制，真空腔體積大、重量重、結構複雜，很難與其它系統集成。此外，與超高真空腔連接的雷射光路系統通常比較複雜，真空腔與雷射光路通過多根光纖對接，需要多個光纖分束器以實現二維磁光阱、三維磁光阱和原子幹涉等過程。真空單元和光路單元的複雜性導致現有冷原子絕對重力儀測量裝置，不僅結構複雜、體積龐大、重量重、價格昂貴，且環境適應性較差。所以目前大多數冷原子絕對重力儀只能工作在特定的實驗室環境，且對振動有很高的要求，尚不能用於移動測量。為實現可搬運異地測量以及在移動載體上的實時測量，亟需在現有實驗裝置的基礎上引入新技術減小其體積、重量、功耗，並提高其穩定性和環境適應性。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有冷原子絕對重力儀的上述缺點和不足，尤其是解決冷原子絕對重力儀的小型化、一體化、輕量化等問題，提供一種結構緊湊、體積小、重量輕、功耗低且性能可靠的絕對重力傳感器。
為達到上述目的，本發明的技術方案如下：
第一，在現有冷原子絕對重力儀基礎上，改進由金屬材料組成的真空腔體，採用基於玻璃材料的真空腔方案，並利用光膠和銦絲密封技術，實現小型化冷原子重力儀真空腔的設計和製備。
第二，替代光纖分束器和準直頭分光，採用自由光路分光方案，使光路單元與真空單元直接配合，減小傳感器體積重量，並提高穩定性。
第三，採用混合傳感器方案實現高精度絕對重量測量，利用加速度和傾斜計等傳感器，輔助原子幹涉重力儀以提高其測量性能。
更具體地說：
本發明的一種可移動冷原子絕對重力加速度傳感器，包括真空單元(10)、上平板光路單元(20)、下平板光路單元(30)、支撐單元(40)、傾斜計(50)、加速度計(60)、磁屏蔽單元(70)和被動隔振器單元(80)。其中，所述真空單元(10)固定在上下平板中間，上下平板通過支撐單元(40)連接，上平板光路單元(20)在自由空間與真空單元(10)對接，傾斜計(50)、加速度計(60)放置在下平板上，磁屏蔽單元(70)包圍上下平板，並放置在被動隔振器單元(80)上。
所述真空單元(10)主要基於玻璃材料粘接而成，由二維磁光阱(14)、三維磁光阱(17)、幹涉區(18)、探測區(19)部分組成。二維磁光阱下方安置有銣源(11)，銣源由放置在無氧銅管內的銣氣室組成。通過真空管道(12a)，二維磁光阱與外圍分子泵連接。二維磁光阱下方有用於連接二維磁光阱和銣源的玻璃管，玻璃管與金屬通過銦絲壓接密封(13a)，二維磁光阱周圍放置磁場線圈(15a)。
二維磁光阱(14)通過二級差分管(16)與三維磁光阱(17)連接，二級差分管由實心玻璃塊組成，中間逐級有兩段相互連通的小孔，兩邊分別粘接在二維和三維真空腔體上。
三維磁光阱(17)由六片玻璃板粘接而成，三維磁光阱下方依次是幹涉區(18)和探測區(19)，線圈(15b)由水平方向上的兩對反亥姆霍茲線圈組成。偏置場線圈(15c)由豎直方向的亥姆霍茲線圈構成。
主真空抽氣口(13b)在三維磁光阱的一側，由玻璃管組成，一端通過粘接與三維腔連接，另一端通過銦絲與金屬管道連接(13b)。無氧銅真空管(12b)與離子泵(16)連接到主真空抽氣口(13b)。
所述光路單元由上平板光路單元(20)和下平板光路單元(30)組成。
上平板光路單元(20)由一套分光系統組成，提供二維豎直光束(21)、二維水平光束(22)、二維的推送光束(23)、三維相互垂直的三雷射束(24)、(25)、(26)。另外，上平板還提供吹送光(27)和拉曼光(28)，分別從水平方向和豎直方向入射到真空單元(10)。
下平板光路由分離的光學元器件搭建，包括二維光束反射器(32a)，三維光束反射器(32b)、(32c)，所述反射器由四分之波片和反射鏡粘接組合而成。集成探測光路單元(33)的後方放置反射器(34)，側方原子螢光收集系統(35)。另外，拉曼光反射器(31)放置在真空腔正下方。
所述真空單元與光學單元直接在自由空間對接，其中，各光束先由上平板光路分配，再經上平板反射器直接在自由空間傳送至真空腔單元。
所述探測光路(33)輸出水平相互平行且間距相等的三束雷射。
所述磁屏蔽單元(70)由高磁導率材料組成，離子泵(16)在磁屏蔽單元的外部。
本發明具有以下優點和積極效果：
1.本發明基於光膠工藝實現核心玻璃真空單元，基於銦絲工藝實現玻璃與金屬的封接，基於分子泵抽氣口實現真空獲取，基於離子泵實現極限真空的維持。玻璃真空單元具有通光自由度高、質量輕、體積小的特點，有利於冷原子絕對重力儀的小型化、工程化設計。
2.本發明實現了真空單元與光學單元的無縫對接，減少了光纖分束器和準直頭等器件的使用，便於實現一體化和輕量化設計。
3.本發明的傳感器結構緊湊、體積小、重量輕、功耗低，配合加速度計和傾斜計，可進行高精度絕對重力測量，並滿足可搬運甚至移動絕對重力測量的需求。
附圖說明
圖1為本發明的整體結構示意圖；
圖2為本發明的上平板光路示意圖；
圖3為本發明的冷原子幹涉示意圖；
圖4為本發明的歸一化探測示意圖；
圖5為本發明的傾斜校正示意圖。
圖中：
10-真空單元；；
11-銣源；
12a-二維分子泵抽氣管道；12b-三維分子泵抽氣管道；
13a-二維玻璃與金屬密接口；13b-三維玻璃與金屬密接口；
14-二維磁光阱；
15a-二維磁光阱線圈；15b-三維磁光阱線圈；15c-偏置場線圈；
16-二級真空差分管；
17-三維磁光阱；
18-原子幹涉腔；
19-原子螢光探測腔；
20-上平板及其光路單元；
200-上光學平板；
201-冷卻光、再泵浦光準直頭；
203-拉曼光準直頭；
204-二分之一波片；
205-偏振分束器；
206-45度反射鏡；
207-包含柱面稜鏡的擴束器；
208-上光學平板中心孔；
21-二維磁光阱豎直光束；
22-二維磁光阱水平光束；
23-二維磁光阱輸送光束；
24-三維磁光阱45度斜向光束1；
25-三維磁光阱水平光束；
26-三維磁光阱45度斜向光束2；
26-吹送光束；
27-三維磁光阱吹送光束；
28-拉曼光束；28a-拉曼入射光束；28b-拉曼後向反射光束；
30-下平板及其光路單元；
31-拉曼光後向反射鏡；
32a、32b、32c-包含四分之一波片的反射鏡組；
33-集成探測光系統；
330-探測光集成光路；
331-探測用再泵浦光光纖及準直擴束器；
332-探測用f＝2探測光光纖及準直擴束器；
333-直角反射器；
334-50/50光束分束器；
335-冷原子團；
336-f＝2探測光束；
337-再泵浦光束；
338-擋光條；
34-0度反射鏡；
35-原子螢光收集系統；
40-支撐單元；
50-傾斜計；
60-加速度計；
70-磁屏蔽單元；
80-被動隔振器單元；
|1>、|2>-銣原子d2線基態下能級(|f＝1>)和上能級(|f＝2>)。
具體實施方式：
下面結合附圖和實施例對本發明的冷原子絕對重力加速度傳感器作進一步地描述。
一、總體
參見圖1，本發明的一種可移動冷原子絕對重力加速度傳感器，包括真空單元(10)、上平板及其光路單元(20)、下平板及其光路單元(30)、支撐單元(40)、傾斜計(50)、加速度計(60)、磁屏蔽單元(70)和被動隔振器單元(80)。其中，所述真空單元(10)固定在上下平板中間，上下平板通過支撐單元(40)連接，上平板光路單元(20)在自由空間與真空單元(10)對接，傾斜計(50)、加速度計(60)放置在下平板上，磁屏蔽單元(70)包圍上下平板，並放置在被動隔振器單元(80)上。
所述真空單元(10)主要基於玻璃材料粘接而成，由二維磁光阱(14)、三維磁光阱(17)、幹涉區(18)、探測區(19)部分組成。二維磁光阱下方安置有銣源(11)，銣源由放置在無氧銅管內的銣氣室組成。通過真空管道(12a)，二維磁光阱與外圍分子泵連接。二維磁光阱下方有用於連接二維磁光阱和銣源的玻璃管，玻璃管與金屬通過銦絲壓接密封(13a)，二維磁光阱周圍放置磁場線圈(15a)。
二維磁光阱(14)通過二級差分管(16)與三維磁光阱(17)連接，二級差分管由實心玻璃塊組成，中間逐級有兩段相互連通的小孔，兩邊分別粘接在二維和三維真空腔體上。
三維磁光阱(17)由六片玻璃板粘接而成，三維磁光阱下方依次是幹涉區(18)和探測區(19)，線圈(15b)由水平方向上的兩對反亥姆霍茲線圈組成。偏置場線圈(15c)由豎直方向的亥姆霍茲線圈構成。
主真空抽氣口(13b)在三維磁光阱的一側，由玻璃管組成，一端通過粘接與三維腔連接，另一端通過銦絲與金屬管道連接(13b)。無氧銅真空管(12b)與離子泵(16)連接到主真空抽氣口(13b)。
所述光路單元由上平板光路(20)和下平板光路(30)組成。
上平板光路由一套分光系統組成，提供二維豎直光束(21)、二維水平光束(22)、二維的推送光束(23)、三維相互垂直的三雷射束(24)、(25)、(26)。另外，上平板還提供吹送光(27)和拉曼光(28)，分別從水平方向和豎直方向入射到真空單元(10)。
下平板光路由分離的光學元器件搭建，包括二維光束反射器(32a)，三維光束反射器(32b)、(32c)，所述反射器由四分之波片和反射鏡粘接組合而成。集成探測光路單元(33)的後方放置反射器(34)，側方放置原子螢光收集系統(35)。另外，拉曼光反射器(31)放置在真空腔正下方。
所述真空單元與光學單元直接在自由空間對接，其中，各光束先由上平板光路分配，再經上平板反射器直接在自由空間傳送至真空腔單元。
所述探測光路(33)輸出水平相互平行且間距相等的三束雷射。
所述磁屏蔽單元(70)由高磁導率材料組成，離子泵(16)在磁屏蔽單元的外部。
二、功能部件
1、真空單元10
真空單元10的主體部分是由玻璃材料粘接而成，可實現二維磁光阱、三維磁光阱、冷原子幹涉等功能。如圖1，二維磁光阱主真空腔14由五片玻璃粘接而成，每片玻璃分別鍍0度增透膜。三維磁光阱主真空腔17由六面玻璃粘接而成，側面兩塊玻璃上下兩部分分別鍍45度和0度增透膜，其它面鍍0度增透膜，所有鍍膜玻璃片的透光率均大於99.5％。二維和三維磁光阱腔室通過二級差分管16連接，用於保證二維和三維的真空壓力差，二級差分管由實心玻璃塊組成，中間逐級開兩段相互連通的小孔。原子幹涉和探測區域分別處於三維磁光阱中心的下方。二維磁光阱線圈15a由水平和豎直的兩對反亥姆霍茲線圈構成。三維磁光阱線圈15b由一組反亥姆霍茲線圈構成，偏置場線圈15c由一組亥姆霍茲線圈構成，線圈都是由金屬漆包線繞制而成。
銣源11是由一個充有1-3克固體銣的玻璃泡組成，銣源放置在一段金屬真空管內，真空管由無氧銅材料構成，待真空製備完成後，通過外部施加應力於無氧銅管使玻璃泡夾破，銣原子樣品可釋放，通過加熱管道可控制銣樣品釋放速度。
分子泵抽氣口12a是由一段無氧銅管組成，連接到銣源真空管上，一端接分子泵。整個三通管與二維磁光阱下方的圓形玻璃真空管連接，玻璃平板與金屬平板通過銦絲實現真空密封13a。三維磁光阱腔室側方也由一段玻璃真空管與金屬真空管連接13b，通過無氧銅管材料構成的真空管12b連到分子泵，三通的另一端連接到離子泵16。連接分子泵的真空管12a、12b待真空製備完成口可剪掉，實現真空的密封。整個真空腔固定在上平板和下平板之間，三維磁光阱中心為傳感器的幾何中心。
2、上平板及其光路單元20
上平板為鋁板，放置在真空腔室上方，在其上方放置有一套光路系統，實現光路的分配，如圖2所示。雷射通過光纖引入到上平板，連接到準直頭201、202、203，各光束通過二分之一波片204、偏振分束器205、反射鏡206實現功率分配，且將光束分配到上平板固定位置。準直頭201包含冷卻光和再泵浦光，用於提供二維豎直光束21、二維水平光束22、二維輸送光束23、三維相互垂直的三雷射束24、25、26。另外，上平板還提供用於實驗的吹送光27，包含兩個頻率的共振光，用於清除不需要的原子。這些光束在上平板固定位置被反射鏡反射進入真空腔體，實現冷原子製備。拉曼光28直接從腔體頂部小孔208入射到真空腔內，並與原子團相互作用以實現冷原子幹涉，上平板在固定位置開孔使雷射可以順利入射到真空腔。
3、下平板及其光路單元30
下平板為光學鋁製麵包板，上部可固定光學底座，搭建光路，配合上平板光路實現雷射分配。下平板上主要放置四分之波片和反射鏡組合而成的反射器，包括二維光束反射器32a，三維光束反射器32b、32c，其它反射器圖中並未畫出。此外，拉曼光反射器31放置在真空腔正下方。集成探測光路單元33，用於提供歸一化探測所需的探測光束和再泵浦光束，光束由光纖引入，其後方放置反射器34，原子螢光收集系統35。
集成探測光路示意圖如圖4所示，探測光經光纖入射至準直頭332擴束，後經過分束器334和直角反射鏡分為相互平行的兩束，其中一束336的部分光被擋光條338阻擋，以吹走已經探測過的f＝2態原子團。再泵浦光經光纖送至準直頭331，經直角反射器產生平行於探測光的光束337，將f＝1態原子再次泵浦到f＝2態，並被下方的探測光照射。通過原子螢光收集系統35探測f＝2態和f＝1態上原子布居數，實現歸一化探測。
4、支撐單元40
上平板和下平板通過四根實心不鏽鋼杆40支撐。
5、傾斜計50
傾斜計50放置在下平板上，測量下平板水平兩個方向的傾斜角度，測量解析度小於1微弧度，x和y方向傾斜角度實時輸出，並可被計算機高速採集，主要用於垂線方向的確認和調整，輔助於絕對重力測量。
6、加速度計60
加速度計60放置在下平板上，測量下平板加速度信號，可以是單軸(z軸)或三軸的加速度計(或微震儀)，輸出模擬信號，可被計算機實時高速採集，用於拉曼光後向反射鏡的振動主動補償。
7、磁屏蔽單元70
磁屏蔽單元70由兩到三層高磁導率材料(坡莫合金)組成，整個傳感器核心(真空單元和光路單元)包含其中，離子泵因具有強磁場，放在磁屏蔽單元的外部。磁屏蔽單元主要用於地磁場屏蔽，改善測量精度。
8、被動隔振器單元80
整個絕對重力傳感器最後放置在被動隔振器單元80上，隔離地面的隨機振動噪聲，用於提高重力測量靈敏度。被動隔振器可以是商用被動隔振平臺，載荷滿足裝置要求。
三、傳感器工作原理
冷原子絕對重力傳感器的基本原理是冷原子物質波幹涉，已有文獻記載(m.kasevich,s.chu.measurementofthegravitationalaccelerationofanatomwithalight-pulseatominterferometer[j].appl.phys.b,1992,54(5):321-332.)，在此簡單描述。
如圖3所示，在重力場作用下，被雷射冷卻後的原子波包自由下落。在幹涉區18，通過作用時間間隔為t的三束拉曼脈衝(π/2-π-π/2，拉曼光束28a、28b用於實現反向雙光子拉曼躍遷)，可以實現原子物質波包的分束、偏轉與合束，最終實現原子物質波包的幹涉。在兩條幹涉路徑上，原子的內態與外態因與雷射脈衝相互作用發生相應變化，兩條幹涉路徑的相位差包含了重力加速度的信息，通過提取幹涉條紋相位就可以得到重力加速度的精確值，原子幹涉條紋相位δφ與重力加速度g有以下關係：
其中為拉曼光有效波矢，t為兩拉曼脈衝之間的時間間隔，α為掃描拉曼雷射頻差的啁啾率，通過計算機控制可以精確改變α，從而改變拉曼光失諧，得到原子幹涉條紋(p＝(1±cosδφ)/2，p為歸一化原子布居數)。通過正弦擬合原子幹涉條紋提取相位δφ隨時間變化，就可獲得重力加速度隨時間變化的信息。
更進一步，針對式(1)，如果則取不同的t，原子幹涉條紋的相位不會發生變化，會有所謂的「暗條紋」出現，找到該點對應的αdark值，可以獲得絕對重力加速度值：
gab＝2παdark/keff(2)
為了獲取絕對重力加速度值，首先必須找到絕對的豎直方向，即垂線方向，使得最大。通過調整拉曼光反射鏡傾斜角度θ，可以測量重力加速度變化δg，兩者呈拋物線關係δg/g＝-θ2/2，通過拋物線擬合可得到頂點的坐標，即是重力加速度最大的點。在水平x和y方向分別測量兩條拋物線，可找到垂線的方向。
此外，絕對重力加速度值的獲取還需要修正各種系統誤差，通過反轉拉曼光波矢的方法(a.louchet-chauvet,t.farah,q.bodartetal.theinfluenceoftransversemotionwithinanatomicgravimeter,newjournalofphysics,201113(6)065025.)，可以去除二階塞曼頻移、射頻相移、單光子光移等與拉曼光波矢無關的系統誤差；單光子光移可通過半衰減拉曼光功率的四配置方案進行提取；科裡奧利相移可通過反轉測量裝置獲取；拉曼光波前畸變引起的相移目前仍未很好解決，但通常大小在微伽量級(比較小)。
其它，還需要修正環境引起的重力值變化，比如潮汐、大氣壓、極地運動等引起的重力值隨時間變化。
冷原子絕對重力傳感器需要修正以上諸多因素引起的重力變化，最終給出當地的絕對重力加速度真實值。
四、傳感器優選方案實施過程
本發明的傳感器實施過程可分為：冷原子裝載、量子態製備、冷原子幹涉、歸一化螢光探測、振動補償、傾斜校正、系統誤差消除。
1.冷原子裝載
如圖1所示，銣原子從泡內釋放後，通過二維磁光阱(囚禁光21、22，亥姆霍茲線圈15a)預冷卻，製備一束扁平的冷原子團。該團原子通過二維輸送光23的推送，經由二級差分管16，輸送至三維磁光阱17。二維磁光阱不僅提高了三維磁光阱的裝載率，還能維持整個原子幹涉區的真空度。三維磁光阱由三對駐波24、25、26和三維線圈15b組成，不停地裝載來自二維磁光阱的原子，只有橫向速度小於20m/s的原子，才能被三維磁光阱捕獲。當裝載足夠量的原子後，將所有磁場關斷，通過降低冷卻光失諧和功率(偏振梯度冷卻階段)，進一步冷卻原子團溫度到微開量級，最終完成低溫冷原子團的快速裝載。
2.量子態製備
為了減小磁場對重力測量的影響，需要將冷原子團製備到對磁場不敏感的磁子能態上。實驗上，先打開偏置磁場以定義量子化軸，大小為100mg，方向與拉曼光方向平行。然後，通過兩個微波π脈衝和一個拉曼π脈衝實現原子在各個能態上的轉移，並結合吹送光脈衝27清除其它磁子能級上的原子，並最終實現量子態的純化。
3.冷原子幹涉
量子態製備完成後，冷原子團進入幹涉腔，如圖3，在豎直方向上作用拉曼光(28a、28b)，通過作用三束都卜勒敏感的拉曼脈衝序列π/2-π-π/2使原子波包幹涉分束、偏轉與合束，最終引起原子物質波幹涉。
4.歸一化螢光探測
待原子落到探測區域19，採用歸一化螢光探測的方法收集原子螢光信號。如圖4所示，原子落到第一束探測光駐波時，f＝2態上的原子發出螢光，並被原子螢光收集系統35收集，經光電轉換與放大送至高速數據採集卡，可認為是f＝2態的原子布居數p2。探測完成後，下方擋光條338製作一小束行波，吹走f＝2態上的原子。f＝1態上的原子繼續往下落，經過再泵浦光337的作用重新製備到f＝2態上，並被下方探測光探測，可認為是f＝1態的原子布居數p1。歸一化原子數可寫為p＝p2/(p2+p1)，利用歸一化探測的方法可以消除原子數抖動的影響。
通過掃描數字頻率合成器的頻率，即拉曼光啁啾率，可測量到原子歸一化布居數：p＝(1±cosδφ)/2，其中
5.振動補償
地面豎直方向的隨機振動加速度將導致拉曼光反射鏡振動，從而直接影響測量到的重力加速度g，實際測量到的加速度為a＝g+avib，利用被動隔振平臺80可以減小高頻的振動，大大壓制avib，提高原子幹涉條紋信噪比。為了減小低頻振動的影響，需要利用加速度計60實時採集微弱的低頻振動信號，通過主動反饋的方式進行補償。豎直振動噪聲的減小可有效壓制系統噪聲，提高測量的靈敏度。
6.傾斜校正
傳感器傾斜會導致測量到的絕對重力值偏小，傾斜的角度與重力值呈現二次拋物線曲線的形式，如圖5所示。通過在磁屏蔽頂部放置質量塊可改變x方向或y方向傾斜，利用雙軸傾斜計50精確測量傾斜角度的變化，可以找到垂線的方向。實驗上，分別在x方向上和y方向上測量重力值隨傾斜角度變化的二次拋物線曲線，通過擬合得到拋物線頂點值tx0與ty0，然後通過微調質量塊將傳感器調到該傾斜值即可。最後，通過實時測量x和y方向傾斜角度變化，可實時修正傾斜引起的重力值變化。
7.系統誤差消除
由測量原理知，利用不同的時序配置方案可提取和分離系統誤差。通過反轉拉曼光波矢的二配置測量方案，可分離與重力相關的系統誤差和無關的系統誤差；通過拉曼光功率減半的四配置測量方案，可分離雙光子光移系統誤差；通過180度反轉傳感器，可分離科裡奧利相移系統誤差。結合固體潮、海潮模型，可實時修正潮汐引起的重力值變化。通過實時測量大氣壓數據，可修正氣壓導致的重力值變化。極地運動導致的重力值可通過實時極地坐標進行計算。
通過上述修正，最終可給出絕對重力加速度值。
本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也及於本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。