CN109799542A - 原子干涉重力梯度全张量测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种原子干涉重力梯度全张量测量系统及方法，所述系统包括干涉装置、第一方向激光发生器和第二方向激光发生器，干涉装置包括多个真空腔体，每个真空腔体中制备一双组份原子团，包括第一组份原子团和第二组份原子团；第一方向激光发生器产生第一方向激光，第二方向激光发生器产生第二方向激光，第一方向和第二方向激光分别与第一组份原子团和第二组份原子团发生干涉，形成干涉环路，且所述第一方向和所述第二方向的干涉环路同时实施，且互不干扰，可实现重力梯度全张量的快速测量，提升了测量速度和效率。

Description

原子干涉重力梯度全张量测量系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及原子干涉技术领域，尤其涉及一种原子干涉重力梯度全张量测量系统及方法。

背景技术

近30年来，原子干涉技术在高精度重力测量和重力梯度测量领域体现出了其巨大的优势，已经具备了超越经典重力/重力梯度仪的性能水平，重力场的精密测量是现代导航、地球物理、工业生产、基础物理研究的重要工具。

地球重力场是重力势的梯度，而重力梯度则是重力场的梯度，重力梯度张量是重力场在空间的变化率，是一个矢量，即重力位T(r)的二阶导数，可写成矩阵形式(即张量形式)如下：

因此，重力梯度全张量测量需要得到矩阵中9个矩阵元的数值信息。由于重力场的无旋特性和引力位二阶导数所满足的拉普拉斯公式，各矩阵元满足关系：

Γ_xy＝Γ_yx

Γ_xz＝Γ_zx

Γ_yz＝Γ_zy

Γ_xx+Γ_yy+Γ_zz＝0

因此，重力梯度Γ仅含有5个独立的张量分量，即

因此，只需要测量任意5个独立的张量分量，即可得到重力梯度张量的全部信息。本专利中选取的5个独立分量为：Γ_xx、Γ_zz、Γ_xy、Γ_zx、Γ_zy。

重力梯度张量测量的发展，能够弥补单纯重力测量中载体运动(加速度、垂直起伏)的影响，使得基于重力场数据的应用精度更高，范围更广，应用前景更加广阔，得到了国内外研究学者的关注。现阶段，基于原子干涉方法的重力场测量还仅限于单轴重力加速度和单轴重力梯度测量，已有的重力梯度测量实验方案包括竖直和水平方向的重力梯度测量方案以及重力梯度张量的分时测量方案。基于现有技术方案进行重力梯度全张量测量，一方面不具备全张量快速能力，另一方面实验系统体积较大，应用场合受到限制。

发明内容

本发明实施例提供一种原子干涉重力梯度全张量测量系统及方法，用以解决现有技术中重力梯度全张量测量速度慢的缺陷，提升了重力梯度全张量的测量速度，并有效压缩系统体积，降低激光功率需求。

第一方面，本发明实施例提供一种原子干涉重力梯度全张量测量系统，包括：干涉装置、第一方向激光发生器和第二方向激光发生器，其中，所述第一方向激光发生器和第二方向激光发生器分别位于所述干涉装置的正交的方向上，所述干涉装置包括多个真空腔体，每个真空腔体中制备一双组份原子团，所述双组份原子团包括第一组份原子团和第二组份原子团；

所述第一方向激光发生器用于产生第一方向激光，所述第一方向激光用于控制第一方向上的所述第一组份原子团的干涉过程，使所述第一组份原子团在第一方向上形成干涉环路，完成第一方向上的重力梯度张量的测量；

所述第二方向激光发生器用于产生第二方向激光，所述第二方向激光用于控制第二方向上的所述第二组份原子团的干涉过程，使所述第二组份原子团在第二方向上形成干涉环路，完成第二方向上的重力梯度张量的测量。

第二方面，本发明实施例提供一种基于第一方面的系统的原子干涉重力梯度全张量测量方法，包括：

通过冷却与囚禁，制备双组份原子团，所述双组份原子团包括第一组份原子团和第二组份原子团；

在第一方向激光的脉冲作用下，所述第一组份原子团在第一方向上形成干涉环路，完成第一方向上的重力梯度张量的测量；

在第二方向激光的脉冲作用下，所述第二组份原子团在第二方向上形成干涉环路，完成第二方向上的重力梯度张量的测量，其中，所述第一方向和所述第二方向的干涉环路同时实施，且互不干扰。

本发明实施例提供的原子干涉重力梯度全张量测量系统及方法，通过在同一装置中同时制备两种不同组份的原子，利用双组份原子和不同频率的激光相互作用，形成互不干扰的干涉环路，完成不同方向的重力梯度张量的同时测量，提升了重力梯度全张量的测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的原子干涉重力梯度全张量测量系统的结构示意图；

图2为本发明又一实施例提供的原子干涉重力梯度全张量测量系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的双组份原子干涉原子轨迹示意图；

图4为本发明实施例提供的循环光路磁光阱的结构示意图；

图5a为本发明实施例提供的z轴系统机械结构的左视图；

图5b为本发明实施例提供的z轴系统机械结构的等轴侧视图；

图6a为本发明实施例提供的x轴系统机械结构的上视图；

图6b为本发明实施例提供的x轴系统机械结构的前视图；

图7a为本发明实施例提供的y轴系统机械结构的左视图；

图7b为本发明实施例提供的y轴系统机械结构的等轴侧视图；

图8为本发明实施例提供的重力梯度全张量测量的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的原子干涉重力梯度全张量测量系统的结构示意图，如图1所示，所述系统至少包括：干涉装置、第一方向激光发生器和第二方向激光发生器，其中，所述第一方向激光发生器和第二方向激光发生器分别位于所述干涉装置的正交的方向上，所述干涉装置包括多个真空腔体，每个真空腔体中制备一双组份原子团，所述双组份原子团包括第一组份原子团和第二组份原子团；

所述第一方向激光发生器用于产生第一方向激光，所述第一方向激光用于控制第一方向上的所述第一组份原子团的干涉过程，使所述第一组份原子团在第一方向上形成干涉环路，完成第一方向上的重力梯度张量的测量；

所述第二方向激光发生器用于产生第二方向激光，所述第二方向激光用于控制第二方向上的所述第二组份原子团的干涉过程，使所述第二组份原子团在第二方向上形成干涉环路，完成第二方向上的重力梯度张量的测量，其中，所述第一方向和所述第二方向的干涉环路同时实施，且互不干扰。

具体地，图2为本发明又一实施例提供的原子干涉重力梯度全张量测量系统的结构示意图，如图2所示。

可选地，所述干涉装置包括四个真空腔体，且所述四个真空腔体分别放在三个正交的方向上构成四面体结构，其中，两个真空腔体在同一方向的不同位置。

本发明实施例提供的重力梯度全张量测量系统的测量实验在高真空环境内完成，所述干涉装置包括四个真空腔体，4个真空腔体分别放在三个正交的方向(x、y、z)上构成四面体结构，如图2中所示，真空腔(1-2)放置在z轴轴线上不同高度，真空腔(3)放置在y轴正半轴，真空腔(4)放置在x轴正半轴。

在每个真空腔体中制备一双组份原子团，所述双组份原子团包括第一组份原子团和第二组份原子团，其中，双组份原子可以是双同位素⁸⁷Rb和⁸⁵Rb，也可以是不同元素Rb和Cs等，在本发明实施例中不做具体限定，其中第一组份和第二组份为后续的组份A和组份B，这里的第一、第二用来区别不同的组份。

在真空腔(1-2)内各自制备一团原子，每团原子中含有双组份原子，记为双组份原子团(1-2)；在真空腔(3)和真空腔(4)内各制备一团原子，记为双组份原子团(3)和(4)，原子团高度与双组份原子团(2)高度一致，即双组份原子团(2-4)在同一高度的水平面内。原子团(1)和原子团(2)之间的竖直基线距离为L_z，原子团(2)和原子团(3)之间的水平基线距离为L_y，原子团(2)和原子团(4)之间的水平基线距离为L_x。

所述系统还包括第一方向激光发生器和第二方向激光发生器，用于产生不同频率的激光，用于和不同组份的原子进行作用。在本发明实施例中，第一方向和第二方向可以为竖直方向或是水平方向，具体地，用于控制原子干涉的激光包括竖直和水平传播的两束激光，分别记为竖直拉曼光和水平拉曼光，分别用于控制竖直方向和水平方向的原子干涉。

具体地，竖直拉曼光首先经过偏振分束器过滤偏振，然后从真空腔(1)顶部射入，照射到双组份原子团(1-2)；经过真空腔(2)底部的平面反射镜(2)和平面反射镜(8)的反射，从真空腔(3)底部射入，照射到双组份原子团(3)；从真空腔(3)顶部射出后，经过平面反射镜(3-4)的反射，从真空腔(4)顶部射入，照射到双组份原子团(4)；从真空腔(4)底部射出的竖直拉曼光，经过四分之一波片(2)和平面反射镜(9)改变成正交偏振，原路返回，组成对射拉曼光，用以实现反向拉曼干涉；反向传播的竖直拉曼光最后从偏振分束器(1)的另一端面射出，通过光挡(1)收集。竖直光路中的二分之一波片用于调节竖直拉曼光偏振，以保证相同传播方向的激光具有相同的偏振状态。

竖直拉曼光的频率选择为仅与其中一组份(记为组份A)原子团发生作用，这样即使光路上同时经过了两种组份，竖直拉曼光仅会与组份A原子发生作用，使组份A原子在z轴方向上形成干涉环路，完成四个空间位置处的竖直重力加速度测量，分别记为g_z1，g_z2，g_z3，g_z4。

具体地，水平拉曼光首先经过偏振分束器(2)过滤偏振，然后从真空腔(3)侧面沿x轴负半轴方向射入，先后经过真空腔(4)和真空腔(2)，从真空腔(2)出射后通过角锥反射镜(1)改变光路(在z轴上的)高度，然后又从真空腔(2)侧面沿x轴正半轴方向射入，先后经过真空腔(2)和真空腔(4)后，再经过角锥反射镜(3)改变光路高度，从真空腔(4)侧面沿x轴负半轴方向射入，先后经过真空腔(4)和真空腔(2)后，形成竖直方向上不同高度的三段水平光路；从真空腔(2)出射的水平拉曼光，通过平面反射镜导引至真空腔(3)侧面，经过角锥反射镜(2-3)形成类似的三段水平光路；从真空腔(3)侧面出射的水平拉曼光经过四分之一波片(1)和平面反射镜改变成正交偏振，原路返回，组成对射拉曼光，用以实现反向拉曼干涉；反向传播的水平拉曼光最后从偏振分束器(2)的另一端面射出，通过光挡(2)收集。水平光路中的二分之一波片用于调节水平拉曼光偏振，以保证相同传播方向的激光具有相同的偏振状态。

水平拉曼光的频率选择为仅与另一组份(记为组份B)原子团发生作用，当双组份原子团自由下落至水平拉曼光位置时，组份B原子先后与三段水平拉曼光作用，完成有序的“分束-反射-合束”操作，在水平面内x轴向上形成干涉环路，完成三个位置处的水平重力加速度测量，分别记为g_x2，g_x3，g_x4。

竖直和水平测量在单次原子自由下落过程中完成，将得到的竖直和水平重力加速度进行组合差分，即可得到重力梯度张量的5个独立分量：

Γ_zz＝(g_z1-g_z2)/L_z

Γ_zx＝(g_z2-g_z4)/L_x

Γ_zy＝(g_z2-g_z3)/L_y

Г_xx＝(g_x2-g_x4)/L_x

Г_xy＝(g_x2-g_x3)/L_x

对每一个空间位置，双组份原子干涉原子轨迹如图3所示。组份A和组份B原子分别与沿z轴和x轴方向的“π/2-π-π/2”拉曼光脉冲序列作用，在z轴和xOz平面形成干涉环路，原子轨迹受各自轴向上的重力加速度调制，使干涉相位中携带z轴和x轴重力加速度信息。

本发明实施例通过水平和竖直拉曼光分别对不同位置/组份原子团施加π/2、π和π/2三束光脉冲，形成水平和竖直平面内的7个干涉环路，构建一个原子干涉全张量重力梯度系统，实现了单次测量周期内测量重力梯度张量的5个独立分量。

本发明实施例提供的原子干涉重力梯度全张量测量系统，通过在同一装置中同时制备两种不同组份的原子，利用不同组份的原子和不同频率的激光相互作用，形成互不干扰的竖直和水平干涉环路，完成竖直和水平重力梯度张量的同时测量，提升了重力梯度全张量的测量速度。

可选地，所述每个真空腔体内的双组份原子团的制备采用磁光阱结构。

可选地，所述每个真空腔体内的磁光阱采用循环光路结构。

可选地，所述磁光阱结构为一对反亥姆霍兹线圈和一组原子囚禁光组成，所述原子囚禁光含有满足两种组份的原子团制备所需的冷却光和回泵光。

在上述实施例的基础上，图4为本发明实施例提供的循环光路磁光阱的结构示意图；每个真空腔体内的原子团制备采用磁光阱结构，由一对反亥姆霍兹线圈和一组原子囚禁光组成，其中，一组原子囚禁光包括六束原子囚禁光，每组原子囚禁光含有满足两种同位素/元素原子团制备所需的冷却光和回泵光，共四种激光频率。

制备好的原子团囚禁在磁光阱中心位置，通过释放磁光阱，将四团原子同时释放，在真空腔内自由下落。

具体地，四个真空腔体的四个空间位置的磁光阱均采用如图4所示的循环光路结构。含有四种频率成分的入射光在偏振分束器处均分为两束，两束光分别经过法拉第旋转器和四分之一波片转化成所需的圆偏光配置，然后经过反射镜(1-8)在真空腔内形成两两对射且相互正交的六束囚禁光，从而在六束光的交叉位置实现双组份原子的囚禁。循环光路的好处是，由于光束的复用，仅需要两束光的功率，就可以完成常规技术方案中的六束光达到的效果，将功率需求降低为原来的1/3。

同时，由偏振分束器分成的两束光(记为光束1和光束2)经过反射镜又反向回到偏振分束器的两个端面(即光束1反向经过光束2的路径，光束2反向经过光束1的路径)，通过法拉第旋转器的合理设置，重新到达偏振分束器端面的两束光会在合束后，从偏振分束器另一端面出射，即图4中所标注的出射光。通过光学增透镀膜技术，使包括真空腔光学面在内的各光学元件透射率接近于100％，这样可以做到出射光相比于入射光，基本没有功率损失。从而，前一空间位置处磁光阱的出射光，可以用作下一空间位置处磁光阱的入射光，实现四个空间位置处磁光阱的光束共用。这样，相比于每个磁光阱采用独立的6束光的常规方案，本发明实施例提供的技术方案的激光需求降低为前者的1/12。

在本发明实施例中，利用一束光的反射和偏振调整，实现循环光路磁光阱；同时，将前一空间位置处磁光阱的出射光，用作下一空间位置处磁光阱的入射光，实现四个空间位置处磁光阱的光束共用。对于竖直和水平拉曼光，通过反射导引的方式，使不同位置的竖直干涉过程共用一束竖直拉曼光、不同位置的水平干涉过程共用一束水平拉曼光，节省功率的同时，也有利于提升阵列中各个位置原子操控的同步性，有利于抑制激光相噪、光强抖动、随机振动等共模噪声。

其中，干涉过程是用拉曼光通过双光子拉曼跃迁的方式进行，但不仅限于双光子拉曼跃迁机制，还可采用双衍射、布拉格衍射等同理性的干涉机制。

可选地，所述循环光路结构具体为：

多个真空腔体内的磁光阱共用一束所述原子囚禁光；

在所述第一方向上，所述每个真空腔体内共用一束所述第一方向激光；

在所述第二方向上，所述每个真空腔体内共用一束所述第二方向激光。

可选地，所述干涉装置还包括：荧光探测器，位于真空腔体的侧面，用于对不同位置出的原子荧光进行测量。其中，所述荧光探测器为光电探测器或CCD相机。

在上述实施例的基础上，原子末态探测通过探测光进行荧光激发，然后通过真空腔侧面的荧光探测器(1-4)对不同位置处的原子荧光进行测量。探测光与竖直拉曼光合束，共用光路；荧光探测器可以是光电探测器、CCD相机等。

可选地，所述真空腔采用全钛金属材料。

可选地，所述真空腔采用玻璃压窗形成通光面和通光孔，且玻璃压窗为增透镀膜，以保证激光的透过率。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供的全张量测量系统分解为下图展示，如图5a、5b、6a、6b、7a、7b所示，其中，图5为真空腔(1-2)及周围光路(z轴系统)，图6为真空腔(2，4)及周围光路(x轴系统)，图7为真空腔(3)及周围光路(y轴系统)。其中，真空腔采用全钛金属材料制作，采用玻璃压窗形成通光面和通光孔，玻璃窗采用增透镀膜，保证激光透过率>99.9％。真空腔之间采用钛金属直通管道连接，保证不同真空腔内气压的平衡和一致。真空腔上连接角阀和复合泵，抽真空时，利用角阀连接机械泵和分子泵，配合复合泵获得超高真空，之后关闭角阀，利用复合泵维持超高真空。原子释放剂通过馈通结构连接在真空腔上，通过在电极上加电流释放参与干涉的原子蒸气。实验用激光通过光纤引入，通过扩束筒获得大尺寸光斑，通过偏振分束器、波片(二分之一波片、四分之一波片)、法拉第旋转器、反射镜等控制激光偏振、功率和光路。干涉后的原子内态分布通过荧光探测器测量。

图8为本发明实施例提供的重力梯度全张量测量的流程示意图，如图8所示，所述方法包括：

通过冷却与囚禁，在多个真空腔体中制备双组份原子团，所述双组份原子团包括第一组份原子团和第二组份原子团；

在第一方向激光的脉冲作用下，所述第一组份原子团在第一方向上形成干涉环路，完成第一方向上的重力梯度张量的测量；

在第二方向激光的脉冲作用下，所述第二组份原子团在第二方向上形成干涉环路，完成第二方向上的重力梯度张量的测量，其中，所述第一方向和所述第二方向的干涉环路同时实施，且互不干扰。

具体地，在图2实施例的基础上，重力梯度全张量单次测量过程可描述为：

第一步，双组份原子团的制备。每个真空腔上安装原子释放剂，通过加电流在腔内产生背景原子蒸汽；基于反亥姆霍兹线圈和囚禁光实现磁光阱、偏振梯度冷却，从背景中捕获和囚禁原子，得到四个空间位置处的四团双组份冷原子。

第二步，速度选择与初态制备。同时释放4团原子，利用竖直拉曼光对组份A原子团进行速度选择，并制备到对磁场不敏感的基态能级上；利用水平拉曼光对组份B原子团进行速度选择，并制备到对磁场不敏感的基态能级上。双组份原子团的速度选择可以同步进行，也可以分步进行。

第三步，原子干涉，即在第一方向激光的脉冲作用下，所述第一组份原子团在第一方向上形成干涉环路；

在第二方向激光的脉冲作用下，所述第二组份原子团在第二方向上形成干涉环路，其中，所述第一方向和所述第二方向的干涉环路同时实施，且互不干扰。

具体地，通过竖直拉曼光对组份A原子团施加π/2、π和π/2三束光脉冲，实现原子团的分束、反射与合束，构建了竖直方向上的4个原子干涉环路(对应4个不同空间位置的4团原子)；通过水平拉曼光对组份B原子团施加π/2、π和π/2三束光脉冲，实现原子团的分束、反射与合束，构建了水平方向上的3个原子干涉环路(对应3个不同空间位置的3团原子)。

第四步，双组份原子内态探测。干涉完成后，在原子下落至荧光探测器高度时，通过探测光分时激发不同组份原子荧光，荧光探测器分别接收每次激发的荧光，计算得到各组份原子经过干涉后的跃迁概率，最终换算得到各点的竖直和水平重力加速度值。

第五步，重力梯度全张量信息解出。通过第一方向和第二方向上的不同空间位置处重力加速度测量值的差分，计算得到第一方向上的重力梯度张量(Γ_zz、Γ_zx、Γ_zy)和第二方向上的重力梯度张量(Γ_xx、Γ_xy)，完成重力梯度张量全部5个独立分量的解出。

本发明实施例提出的双组份原子干涉重力梯度全张量测量方法和系统，优势在于：

1.测量速度快。在同一套装置中同时制备两团不同同位素/元素的原子，利用双组份原子在与激光作用的共振频率上具有较大的差异，用不同频率的激光分别和不同组份的原子相互作用，形成互不干扰的竖直和水平干涉环路，完成对竖直和水平重力分量的同时测量，在单次测量周期内即可完成重力梯度全张量5个独立分量的获取，提升了重力梯度全张量的测量速度和采样率。

2.系统体积小。相比于多个独立的单轴重力梯度测量单元组成的庞大系统，本专利在避免相互串扰的前提下，采用了共用光路的全张量梯度测量架构，这样既有效缩小了系统体积，同时可以充分利用共光路所带来的在共模噪声抑制上的优势。

3.功率需求低。采用循环光路方案，使重力梯度张量测量阵列中的所有磁光阱共用一束囚禁光，相同方向干涉过程共用同一束激光进行操控，降低了对激光总功率的需求。

4.共模噪声抑制，相同(竖直/水平)方向上的干涉过程共用同一束激光，在抑制激光相噪、光强抖动、随机振动等共模噪声上优势明显。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种原子干涉重力梯度全张量测量系统，其特征在于，至少包括：干涉装置、第一方向激光发生器和第二方向激光发生器，其中，所述第一方向激光发生器和第二方向激光发生器分别位于所述干涉装置的正交的方向上，所述干涉装置包括多个真空腔体，每个真空腔体中制备一双组份原子团，所述双组份原子团包括第一组份原子团和第二组份原子团；

所述第一方向激光发生器用于产生第一方向激光，所述第一方向激光用于控制第一方向上的所述第一组份原子团的干涉过程，使所述第一组份原子团在第一方向上形成干涉环路，完成第一方向上的重力梯度张量的测量；

所述第二方向激光发生器用于产生第二方向激光，所述第二方向激光用于控制第二方向上的所述第二组份原子团的干涉过程，使所述第二组份原子团在第二方向上形成干涉环路，完成第二方向上的重力梯度张量的测量，其中，所述第一方向和所述第二方向的干涉环路同时实施，且互不干扰。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干涉装置包括四个真空腔体，且所述四个真空腔体分别放在三个正交的方向上构成四面体结构，其中，两个真空腔体在同一方向的不同位置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个真空腔体内的双组份原子团的制备采用磁光阱结构。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述磁光阱结构为一对反亥姆霍兹线圈和一组原子囚禁光组成，所述原子囚禁光含有满足两种组份的原子团制备所需的冷却光和回泵光。

5.根据权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，所述磁光阱和干涉环路采用循环光路结构。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述循环光路结构具体为：

多个真空腔体内的磁光阱共用一束所述原子囚禁光；

在所述第一方向上，所述每个真空腔体内共用一束所述第一方向激光；

在所述第二方向上，所述每个真空腔体内共用一束所述第二方向激光。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干涉装置还包括：荧光探测器，位于真空腔的侧面，用于对不同位置处的原子荧光进行测量。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述真空腔采用全钛金属材料。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述真空腔采用玻璃压窗形成通光面和通光孔，且玻璃压窗为增透镀膜，以保证激光的透过率。

10.一种基于上述权利要求1-9任一项所述系统的原子干涉重力梯度全张量测量方法，其特征在于，所述方法包括：

通过冷却与囚禁，制备双组份原子团，所述双组份原子团包括第一组份原子团和第二组份原子团；

在第一方向激光的脉冲作用下，所述第一组份原子团在第一方向上形成干涉环路，完成第一方向上的重力梯度张量的测量；

在第二方向激光的脉冲作用下，所述第二组份原子团在第二方向上形成干涉环路，完成第二方向上的重力梯度张量的测量，其中，所述第一方向和所述第二方向的干涉环路同时实施，且互不干扰。