[發明專利]一種連續束流原子干涉陀螺儀及測量方法

有效

• 申請號: 202110474415.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113155115B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 李少康;余庚華;李潤兵;姚戰偉;魯思濱;蔣敏;陳紅輝;陳小莉;陸澤茜;孫川;王謹;詹明生
• 申請（專利權）人: 中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
• 主分類號: G01C19/58
• 分類號: G01C19/58
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

1.一種連續束流原子干涉陀螺儀，包括干涉腔(20)，其特征在于，還包括原子束流裝置，原子束流裝置包括原子腔(1)、連接管(21)、第一加熱裝置(2)、直筒部(22)、準直器(23)、第二加熱裝置(3)、石墨吸收裝置(5)、波紋管(7)、真空差分管(6)和二維橫向冷卻裝置(8)，

第一加熱裝置(2)設置在原子腔(1)和連接管(21)外部，第二加熱裝置(3)設置在直筒部(22)和準直器(23)外部，

原子腔(1)通過連接管(21)與直筒部(22)連接，直筒部(22)通過準直器(23)與石墨吸收裝置(5)連接，石墨吸收裝置(5)依次通過真空差分管(6)、二維橫向冷卻裝置(8)與干涉腔(20)一端連接，

準直器(23)內設置有多個毛細管(4)，

第二加熱裝置(3)的加熱溫度高于第一加熱裝置(2)的加熱溫度，

石墨吸收裝置(5)外部設置有波紋管(7)，

原子束流裝置為兩個，兩個原子束流裝置的二維橫向冷卻裝置(8)分別與干涉腔(20)的兩端連接。

2.根據權利要求1所述的一種連續束流原子干涉陀螺儀，其特征在于，所述的二維橫向冷卻裝置(8)入射冷卻光(17)、回泵光和探測光(18)，干涉腔(20)入射拉曼光(19)。

3.根據權利要求2所述的一種連續束流原子干涉陀螺儀，其特征在于，還包括拉曼光產生裝置，拉曼光產生裝置包括沿光軸依次分布的光纖耦合頭、第一透鏡放大系統(9)、柱面鏡(10)、豎直狹縫(11)、第二透鏡放大系統(12)、第一水平狹縫(13)、圓孔(15)、第三透鏡放大系統(14)和第二水平狹縫(16)，

第一水平狹縫(13)設置在第二透鏡放大系統(12)的焦平面上，豎直狹縫(11)設置在柱面鏡(10)的焦平面上。

4.一種連續束流原子干涉陀螺儀的測量方法，利用權利要求1所述的一種連續束流原子干涉陀螺儀，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、打開原子束流裝置中的第一加熱裝置(2)和第二加熱裝置(3)，原子腔(1)中的堿金屬原子依次經過原子腔(1)、直筒部(22)后再經過準直器(23)中的各個毛細管(4)產生原子束流，利用冷卻光(17)和回泵光對原子束流進行橫向冷卻，記兩個原子束流裝置分別為第一原子束流裝置和第二原子束流裝置，第一原子束流裝置中經過橫向冷卻的原子束流為第一原子束流，第一而原子束流裝置中經過橫向冷卻的原子束流為第二原子束流，第一原子束流和第二原子束流共軸且分別從干涉腔(20)左端和右端入射；

步驟2、第一原子束流在干涉腔內依次經過分束、重組和合束后進入第二原子束流裝置的二維橫向冷卻裝置(8)中由探測光探測，并由光電探測器檢測獲得第一熒光信號；

第二原子束流在干涉腔內依次經過分束、重組和合束后進入第一原子束流裝置的二維橫向冷卻裝置(8)中由探測光探測，并由光電探測器檢測獲得第二熒光信號；

步驟3、根據第一熒光信號和第二熒光信號獲得相位移動。

5.根據權利要求4所述的一種連續束流原子干涉陀螺儀的測量方法，其特征在于，所述的步驟3包括以下步驟：

第一熒光信號減去第二背景熒光信號獲得校正后的第一熒光信號，第二熒光信號減去第一背景熒光信號獲得校正后的第二熒光信號，根據校正后的第一熒光信號和校正后的第二熒光信號的差值獲得相位移動，

第二背景熒光信號為僅第二原子束流進入干涉腔，第二原子束流選態后由第二原子束流裝置的二維橫向冷卻裝置(8)中的探測光探測并由光電探測器檢測獲得的熒光信號，

第一背景熒光信號為僅第一原子束流進入干涉腔，第一原子束流選態后由第一原子束流裝置的二維橫向冷卻裝置(8)中的探測光探測并由光電探測器檢測獲得的熒光信號。