[發明專利]一種雙核自旋磁致頻移抑制方法

有效

• 申請號: 201711281148.7
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN109883410B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 秦杰;萬雙愛;孫曉光
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01C19/60
• 分類號: G01C19/60;G01C19/62
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 劉昕宇

本發明屬于誤差消除方法，具體涉及一種雙核自旋磁致頻移抑制方法。它包括：步驟一：加熱，設置于無磁加熱組件將原子氣室加熱至120℃以上，步驟二：極化，步驟三：共振，步驟四：檢測，使檢測激光通過起偏器進入原子氣室，檢測共振頻率。步驟五：翻轉電子自旋極化方向，步驟六：計算。本申請的效果是：本申請提出了一種雙核自旋磁致頻移抑制方法，其主要優勢在于在原子磁強計主動磁補償的基礎上，抑制雙核自旋磁致頻移誤差漂移，從而提升陀螺的零偏穩定性。

技術領域

本發明屬于誤差消除方法，具體涉及一種雙核自旋磁致頻移抑制方法。

背景技術

核磁共振陀螺基于原子操控技術的前沿研究進展，具有高精度、小體積、純固態、加速度不敏感等綜合優勢，是未來高精度、微小型陀螺技術的主要發展方向之一。核磁共振陀螺需要屏蔽環境磁場，隔離磁場對核自旋進動測量的影響。一般采用“基于高導磁材料的被動磁屏蔽+基于原子磁強計的主動磁補償”方案實現。被動磁屏蔽一般僅能實現10⁵～10⁶的磁場衰減系數，在此基礎上的進一步磁場衰減，需要采用基于原子磁強計的主動磁補償技術。通過原子磁強計理論上可以補償磁屏蔽環境下的剩余磁場變化。由于核自旋與電子自旋產生的磁場能夠被對方感受到，核自旋感受電子自旋產生的磁場，核磁共振陀螺中兩種核自旋感受電子自旋磁場的不同，原子磁強計主動磁補償難以去除，引起核自旋進動頻率偏移誤差。隨著核磁共振陀螺向高精度發展，此項誤差不可忽略，是三維主動磁補償技術需解決的難點。

發明內容

本申請針對現有技術的缺陷，提供一種雙核自旋磁致頻移抑制方法。

本申請是這樣實現的：一種雙核自旋磁致頻移抑制方法，包括下述步驟：

步驟一：加熱

設置于無磁加熱組件5將原子氣室10加熱至120℃以上，用于增加原子密度。

步驟二：極化

對原子氣室10照射驅動激光1，驅動激光1的光源波長選擇為堿金屬原子的電子自旋的D1線；所述的三維線圈11通過電流源激勵，用于產生三個正交方向的磁場，首先在Z軸正向施加恒定電流源，使其產生恒定磁場Bz。所述的圓偏振器3調節到左旋偏振方向。

步驟三：共振

一束檢測激光從驅動激光入射面的鄰面垂直入射原子氣室，用于檢測原子自旋，定義其入射方向為X軸正向；通過電流源在三維線圈X軸方向施加交流激勵磁場，使兩種核自旋發生核磁共振。

步驟四：檢測

使檢測激光13通過起偏器12進入原子氣室10，檢測共振頻率。

步驟五：翻轉電子自旋極化方向

將圓偏振器3調節到右旋偏振方向，使電子自旋極化方向發生翻轉。

步驟六：計算

當載體以角速率Ω發生轉動時，電子自旋極化方向翻轉前在載體系觀測的兩種核自旋共振頻率分別ω_L1與ω_L2：

式中，δ₁與δ₂分別為兩種核自旋感受電子自旋磁場的放大系數，與原子種類相關，為物理常量。γ₁、γ₂分別為兩種核自旋旋磁比，為物理常量。

結合上述兩式可以得到：

電子自旋極化方向翻轉后，檢測到兩種核自旋共振頻率ω_L1′與ω_L2′：

結合上述兩式可以得到：