[發(fā)明專利]一種用于原子干涉陀螺儀的拉曼光平行度調(diào)節(jié)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111374946.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN113959426B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉簡(jiǎn);路想想;張俊峰;裴棟梁;孔德龍;王杰英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號(hào): G01C19/64
• 分類號(hào): G01C19/64;G01C25/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

1.一種用于原子干涉陀螺儀的拉曼光平行度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于：包括拉曼光準(zhǔn)直器、二分之一波片、可變光闌、偏振分光棱鏡、45°反射鏡、拉曼光反射棱鏡、偏振片、衰減片、聚焦透鏡、CCD及顯示器，

所述拉曼光準(zhǔn)直器輸出經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束的線偏振的拉曼光，所述拉曼光包含波長(zhǎng)相近的兩束光，其頻率差與原子干涉陀螺儀中所用堿金屬原子波源的兩基態(tài)能級(jí)差相等；所述拉曼光通過所述二分之一波片及所述可變光闌后入射至偏振分光棱鏡，分成功率相等、偏振正交的兩束光：s光及p光；其中s光由偏振分光棱鏡反射后穿過原子干涉陀螺儀的真空腔，在所述拉曼光反射棱鏡的相鄰直角面發(fā)生兩次反射，沿反方向穿過真空腔，由45°反射鏡改變傳輸方向，進(jìn)入偏振分光棱鏡后被再次反射；另一束p光透射通過所述偏振分光棱鏡，經(jīng)由所述45°反射鏡反射后穿過真空腔，由所述拉曼光反射棱鏡兩次反射后反方向穿過真空腔，再次進(jìn)入偏振分光棱鏡并透射；

s光與p光重合后一起入射所述偏振片，偏振片的光軸方向與s光與p光分別成45°夾角，因此通過偏振片的兩光偏振方向一致，強(qiáng)度近似相等，具有固定的相位差，發(fā)生光學(xué)干涉現(xiàn)象；透過所述偏振片的光束經(jīng)過所述衰減片，控制進(jìn)入所述CCD的光功率大小；所述CCD位于所述聚焦透鏡的焦平面處，與所述顯示器相連；將所述可變光闌通光孔徑開到最大，通過觀察所述顯示器上的干涉條紋，進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述45°反射鏡的角度，使得干涉條紋清晰且條紋間距越大，實(shí)現(xiàn)真空腔中兩束空間分離拉曼光有效波矢之間平行度的精細(xì)調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于原子干涉陀螺儀的拉曼光平行度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于：所述s光及p光在真空腔中的傳輸方向與原子運(yùn)動(dòng)的正交方向有一定夾角，以將反向躍遷譜線與同向躍遷譜線分離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于原子干涉陀螺儀的拉曼光平行度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于：所述拉曼光反射棱鏡的頂角為90°，其入射光與反射光互相平行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于原子干涉陀螺儀的拉曼光平行度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于：所述拉曼光準(zhǔn)直器、二分之一波片、偏振分光棱鏡及偏振片的通光面均鍍有所述拉曼光波長(zhǎng)的增透膜；所述45°反射鏡及拉曼光反射棱鏡的反光面均鍍有所述拉曼光波長(zhǎng)的高反膜。

5.一種基于權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述用于原子干涉陀螺儀的拉曼光平行度調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)方法，其特征在于：

1)原子干涉陀螺儀的真空腔中兩束拉曼光平行度的粗略調(diào)節(jié)：

A.拉曼光準(zhǔn)直器輸出經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束的線偏振的拉曼光，拉曼光包含波長(zhǎng)相近的兩束光，其頻率差與原子干涉陀螺儀中所用堿金屬原子波源的兩基態(tài)能級(jí)差相等；

B.拉曼光通過二分之一波片及可變光闌后入射至偏振分光棱鏡，分成功率相等、偏振正交的兩束光：s光及p光；

C.其中s光由偏振分光棱鏡反射后穿過原子干涉陀螺儀的真空腔，在拉曼光反射棱鏡的相鄰直角面發(fā)生兩次反射，沿反方向穿過真空腔，由所述45°反射鏡改變傳輸方向，進(jìn)入所述偏振分光棱鏡后被再次反射；

D.其中p光透射通過偏振分光棱鏡，經(jīng)由所述45°反射鏡反射后穿過真空腔，由拉曼光反射棱鏡兩次反射后反方向穿過真空腔，再次進(jìn)入偏振分光棱鏡并透射；

E.改變可變光闌的通光孔徑控制拉曼光的光斑大小，通過觀察s光與p光的光斑位置，調(diào)節(jié)拉曼光反射棱鏡與45°反射鏡的位置與角度，使s光與p光重合，完成真空腔中兩束空間分離的拉曼光之間有效波矢平行度的粗略調(diào)節(jié)；

2)真空腔中兩束空間分離拉曼光之間有效波矢平行度的精細(xì)調(diào)節(jié)：

A.經(jīng)偏振分光棱鏡后重合的s光與p光一起入射至偏振片，偏振片的光軸方向與s光與p光分別成45°夾角，因此通過所述偏振片的兩光偏振方向一致，強(qiáng)度近似相等，具有固定的相位差，發(fā)生光學(xué)干涉現(xiàn)象；

B.透過所述偏振片的光束經(jīng)過衰減片，控制進(jìn)入CCD的光功率大小，CCD位于聚焦透鏡的焦平面處，與顯示器相連；

C.將可變光闌通光孔徑開到最大，觀察顯示器上的干涉條紋，進(jìn)一步調(diào)節(jié)45°反射鏡的角度，使得干涉條紋清晰且條紋間距越大，此時(shí)真空腔中相向傳輸?shù)膕光與p光的角度偏差越小，完成真空腔中兩束空間分離拉曼光有效波矢之間平行度的精細(xì)調(diào)節(jié)。