УДК 528.563 ВЛИЯНИЕ УГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ ГОЛОГРАММЫ НА ТОЧНОСТЬ ГОЛОГРАММНОГО БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ГРАВИМЕТРА

УДК 528.563
ВЛИЯНИЕ УГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ ГОЛОГРАММЫ НА ТОЧНОСТЬ
ГОЛОГРАММНОГО БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ГРАВИМЕТРА
Е.И. Котова (Университет ИТМО, Санкт-Петербург)
Научный руководитель – д.т.н., профессор А.Л. Дмитриев (Университет ИТМО,
Санкт-Петербург)
Современные гравиметры отличаются высокой, порядка единиц-долей мкГал точностью
измерений, но эти показатели, как правило, достигаются вследствие усреднения
значительного числа выборочных данных и большими, от десятков секунд до суток,
временами накопления регистрируемых сигналов. Очевидно, при таких методиках измерений
ценная информация о высокочастотных, диапазона свыше десятков-сотен Гц, колебаниях
напряженности гравитационного поля Земли теряется. Между тем, именно эти ВЧ-колебания
сопутствуют либо предшествуют катастрофическим природным явлениям и содержат ценную
информацию о динамических физических процессах в объеме Земли.
Целью настоящей научно-исследовательской работы является создание высокочастотного
баллистического гравиметра предназначенного для измерений временных флуктуаций
напряженности гравитационного поля Земли диапазона десятков-сотен Гц и более.
Перспективными вариантами ВЧ-гравиметров являются баллистические гравиметры с
предельно малой, менее 1 мм, длиной траектории падения пробного тела. Примером таких
гравиметров является голограммный баллистический гравиметр на основе падающей
голографической дифракционной решетки. Величина ускорения свободного падения такой
решетки определяется по изменению частоты биений, регистрируемых
на выходе
голограммного двулучевого интерферометра.
Рассмотрен принцип действия голограммного баллистического гравиметра на основе
падающей голографической дифракционной решетки. Анализируются факторы, влияющие на
точность проводимых измерений, в том числе, влияние флуктуаций углового положения
голограммы, а также особенности оптической и электромеханической конструкций
гравиметра.
Выполнен анализ трех оптических схем мультиплексирования (когерентного наложения)
пучков света в баллистическом гравиметре с падающей голографической дифракционной
решеткой, в том числе, с использованием зеркал и светоделителя; выполнены расчет
специальной призмы полного внутреннего отражения (ПВО), предложен мультиплексор в
виде двух последовательно расположенных голографических решеток. Анализ
рассмотренных схем позволяет оптимизировать конструкцию предложенного гравиметра.
При стабилизации оптико-механической конструкции баллистического гравиметра, ее
вакуумировании, и при использовании малогабаритных электронно-оптических и оптических
элементов
(например,
одночастотного
полупроводникового
лазера,
призменных
светоделителей) на основе описанного принципа может быть создан компактный ВЧгравиметр с временным разрешением порядка сотых долей секунд. Такие гравиметры могут с
успехом использоваться в геофизической аппаратуре поиска полезных ископаемых,
предупреждения землетрясений и в других областях.
Зав. каф. ТТОЭ, д.т.н.
Прокопенко В.Т.
Науч. рук., д.т.н.
Дмитриев А.Л.
Автор
Котова Е.И.