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公开(公告)号：CN106385283B
公开(公告)日：2019-04-26
申请号：CN201610834569.7
申请日：2016-09-20
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： H04B10/079 , H04B10/50 , H04B10/516 , H04B10/69 , H04B10/70 , H04B10/572 , G01J4/00 , G01J9/02
摘要： 一种应用于原子自旋进动检测的抽运光调制解调系统及方法，通过信号处理器产生正弦波或方波电压信号作用于调制器，对抽运光光强、波长进行调制使碱金属原子电子极化率被调制，再采用数字锁相放大器对检测光中的一次谐波待解调信号进行提取，最终实现原子自旋进动信号的测量。本发明显著提高了系统的抗环境干扰能力，减小在测量原子自旋进动角度过程中因外界温度不稳定导致的测量误差，从而可提高系统的长时间稳定性，可用于原子自旋陀螺仪、原子自旋磁强计等仪器对光偏振转角的精密测量，同时还有利于原子自旋陀螺仪的小型化。
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公开(公告)号：CN109186579A
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201811299014.2
申请日：2018-11-02
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 本发明公开了一种便携式无自旋交换弛豫原子陀螺仪结构，包括碱金属气室固定座、无磁电加热基座、磁场补偿线圈骨架、磁屏蔽筒、检测激光器基座、检测光分束组件、抽运激光器基座、抽运光扩束组件、抽运光稳光强组件、主结构、定位工装和支撑底座。碱金属气室固定座用于固定碱金属气室，无磁电加热基座用于夹持烤箱。检测光分束组件采用BS与格兰棱镜连体固定结构。抽运光扩束组件内嵌于主结构的加强筋中。抽运光稳光强组件采用PBS与液晶相位延迟器连体固定结构。主结构采用下沉式与悬挂式结合的分腔设计。支撑底座用于主结构的固定，为陀螺提供安装基准。本发明结构紧凑、对称、体积小、重量轻，采用光学组件连体固定结构，增强了光学性能稳定性。
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公开(公告)号：CN107121195B
公开(公告)日：2018-11-02
申请号：CN201710286735.9
申请日：2017-04-27
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种基于光弹调制的微小光旋角平衡差分检测装置及方法，该装置包括准直扩束的检测激光源(1)、起偏器(2)、光弹调制器(3)、四分之一波片(4)、碱金属气室样品(5)、二分之一波片(6)、沃拉斯顿检偏器(7)、平衡差分光电探测器(8)、光弹控制器、数字锁相放大器、信号加法器和信号采集及处理单元。本发明提供一种高灵敏度、高稳定度的消除检测信号中共模误差的装置及方法，有效结合了光偏振调制检测、光偏振平衡差分检测以及数字锁相放大技术的优势，整个装置简单、结构紧凑、操作方便。
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公开(公告)号：CN107024278B
公开(公告)日：2018-06-08
申请号：CN201710287025.8
申请日：2017-04-27
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01J4/04
摘要： 本发明公开了一种在线消除光弹调制微小光旋角检测中偏振器件安装误差的装置及方法，利用设计的光路结构及偏振检测输出特性精确优化偏振器件的光轴位置，该方法涉及激光器、起偏器、光弹调制器、待测样品、四分之一波片和检偏器等光学器件以及光电探测器、锁相放大器和信号采集与处理系统等测量仪器。首先根据起偏器与检偏器透光轴正交消光的特性，确定检偏器的初始偏振轴位置；然后根据系统输出信号的误差特性，精确优化检偏器、光弹调制器的光轴位置，最终确定光弹调制器与起偏器及检偏器的相对角度。利用本方法，可在线高精度消除因器件安装偏差引入待测信号中的偏振及相位误差，提高检测系统信噪比，实现高精度微小光旋角的偏振检测。
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公开(公告)号：CN107515000A
公开(公告)日：2017-12-26
申请号：CN201710716396.3
申请日：2017-08-21
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/64
摘要： 本发明涉及一种调制式双轴原子自旋陀螺仪，由气室、无磁加热系统、磁屏蔽系统、三轴磁场控制线圈、抽运系统、电路系统、检测系统组成。气室内充有碱金属和惰性气体，无磁加热系统、磁屏蔽系统和三轴磁场控制线圈提供高温和弱磁环境，使碱金属原子处于无自旋交换弛豫态。抽运系统极化碱金属原子，进而实现惰性气体超极化。惰性气体核子极化矢量初始沿抽运方向，当垂直抽运方向有角速率输入时，惰性气体核子极化矢量发生进动，在抽运方向垂直面上产生投影磁场。电路系统调制碱金属电子极化矢量构成原位双轴磁强计，检测系统读出磁场测量信息，再经电路系统放大、解调，解算出双轴角速率信息。本发明实现双轴角速率测量，具有高精度、易集成等优点。
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公开(公告)号：CN106443520A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201610984858.5
申请日：2016-11-09
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/032
CPC分类号： G01R33/032
摘要： 本发明公开了一种双轴原子自旋磁强计，包括碱金属气室、无磁电加热设备、三维磁线圈、磁屏蔽层、抽运激光模块和检测激光模块。所述碱金属气室内有碱金属原子、淬灭气体和缓冲气体；无磁电加热设备和磁屏蔽层使碱金属原子工作在高温、低磁场环境下，保证其处于无自旋交换弛豫状态；抽运激光模块用于极化碱金属原子；检测激光模块包括两束独立的相互垂直的检测激光，用于同时敏感两个相互垂直方向的磁场强度，通过锁相放大器解调出测量结果。本发明通过一个碱金属气室能够同时获得双轴磁场信息，并且具有灵敏度高、集成度高和成本低的特点，在脑磁和心磁测量等领域有着广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN106374918A
公开(公告)日：2017-02-01
申请号：CN201610751387.3
申请日：2016-08-29
申请人： 北京航空航天大学
CPC分类号： H03L7/093 , H03L7/0994
摘要： 一种基于DSP和FPGA的高速数字锁相放大器，包括参数收发模块、AD转换器、滤波和放大电路、DA转换器、显示模块、基于DSP的正交相敏解调模块、基于FPGA的CORDIC波形发生模块、方波信号生成模块，其中参数收发模块完成PC机对FPGA和DSP的参数配置；CORDIC波形发生模块可以产生与目标信号同频的单位正弦波形，将其送入AD转换器并经过待测对象得到待测信号；同时方波信号生成模块生成两路方波参考信号，与待测信号在正交相敏解调模块中进行正交矢量运算，得到目标信号的幅值及相位；得到的结果通过参数收发模块传递到PC机显示，也可通过显示模块直接显示。本发明和传统锁相放大器相比，调制频率大于参考频率，消除互相关运算中的乘法，采用DSP和FPGA共同实现。
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公开(公告)号：CN106197392A
公开(公告)日：2016-12-07
申请号：CN201610584731.4
申请日：2016-07-22
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
CPC分类号： G01C19/58
摘要： 本发明涉及一种无自旋交换弛豫陀螺仪结构，由碱金属气室基座、无磁电加热组件基座、内真空基座、磁补偿线圈骨架、磁屏蔽筒、定位销、锁紧圆螺母、外壳、主结构、底座、消磁杆、热管基座组成；主结构为陀螺仪各器部件提供支撑和安装基准。热管基座用于安装热管和水冷管路。消磁杆用于磁屏蔽筒安装导向和消磁。外壳和底座构成外真空腔，磁补偿线圈骨架和内真空基座组成内真空腔，两级真空将陀螺仪内外环境隔离开来。本发明组件布局合理、紧凑，减小了体积和重量，解决了无自旋交换弛豫陀螺仪安装基准问题，采用真空、水冷和热管温控方案提高陀螺仪精度。
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公开(公告)号：CN117387660A
公开(公告)日：2024-01-12
申请号：CN202311307943.4
申请日：2023-10-10
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 一种碱金属原子极化率实时原位闭环控制系统，通过采用一束环形的左旋圆偏振激光来极化碱金属原子，在环形抽运光的中心位置引入一束线偏振光用于检测旋光角信号，由于被左旋圆偏振光极化的原子系综具有旋光效应，从而使得穿过气室的线偏振光偏振方向改变即产生旋光角，该旋光角的大小即为碱金属原子极化率的相对值，采用平衡差分偏振检测法检测该旋光角信号，利用平衡差分检测模块的输出电压信号与抽运光光强之间的强相关性，通过改变液晶相位延迟器的控制电压以调节抽运光光强，控制差分检测模块输出电压值保持不变，从而实现碱金属原子极化率实时原位闭环控制。该方法合理，实验操作简单，有利于提高原子自旋惯性测量装置的长期稳定性。
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公开(公告)号：CN114459454B
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202210180466.9
申请日：2022-02-25
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 一种基于LCVR的SERF原子自旋陀螺检测光强误差抑制方法，通过在气室与检测入气室光路系统之间设置第三LCVR液晶相位延迟器作为检测光中的圆偏振分量补偿模块，并通过调整施加到所述第三LCVR液晶相位延迟器上的方波电压峰峰值改变检测光中的圆偏振分量以将检测光因穿越气室壁进入气室内所引起的偏振光退偏所产生的圆偏振分量补偿至零，抑制检测光对气室中碱金属原子的抽运效应，使SERF原子自旋陀螺仪输出信号偏置避免因检测光强波动而产生信号漂移，从而提高SERF原子自旋陀螺仪的长期稳定性。
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