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公开(公告)号：CN117516593A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311502073.6
申请日：2023-11-10
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C25/00
摘要： 一种基于多程反射的SERF惯性测量装置的检测系统，通过增加反射镜来实现检测激光的多次反射，提升了检测激光经过碱金属气室的光程，提升了SERF惯性测量装置输出信号的信噪比，其特征在于，包括碱金属气室，具有第一检测光入射侧、第二检测光入射侧、第一检测光出射侧和第二检测光出射侧，第一检测光入射侧连接第三格兰棱镜，第二检测光入射侧连接第一反射镜，第一检测光出射侧连接第二反射镜，第二检测光出射侧连接第三1/2波片，第二反射镜将水平入射的检测光斜向反射穿过所述碱金属气室后到达所述第一反射镜，所述第一反射镜将接收到的斜向反射检测光再次反射水平进入所述碱金属气室并经过所述第二检测光出射侧到达所述第三1/2波片。
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公开(公告)号：CN116626560A
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN202310280639.9
申请日：2023-03-22
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/032 , G01R33/02
摘要： 抑制电子自旋极化误差的失谐检测频率优化与稳定方法，通过改变检测频率改变原子气室对抽运光的吸收量，根据检测光的透射光强快速判断检测频率对电子自旋极化产生影响最小的点，作为最优工作点。当频率工作在该最优工作点时，检测光带来的极化率波动最小，检测光波动引起的原子自旋惯性测量或磁场测量系统输出信号变化最小，从而抑制了检测光波动引起的原子自旋惯性测量或磁场测量误差。在此基础上，通过调制解调方法获得抽运光透射光强相对于检测频率的一阶导数，以最优点的一阶导数作为控制目标，调整检测激光器控制器注入电流，达到检测频率闭环的目的。将检测频率远失谐闭环至最优工作点，能够进一步提高系统的稳定性。
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公开(公告)号：CN114413874B
公开(公告)日：2023-07-04
申请号：CN202111656224.4
申请日：2021-12-30
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 适用于SERF原子自旋惯性测量系统的三级温度控制系统，通过三级温度控制系统的相互配合，从而有效降低原子自旋惯性测量装置的温度梯度以及降低环境温度波动对于原子系综的影响，有效降低装置内部的热对流，从而降低对于检测模块的扰动，进而提升SERF原子自旋惯性测量装置的精度。本发明所述方法不需要大幅改动现有SERF原子自旋惯性测量装置的整体结构，可以有效兼容现有各代SERF原子自旋惯性测量装置，并且可以推广到同样具备无磁加热烤箱、磁屏蔽筒的原子自旋磁场测量装置，具备良好的经济性以及普适性。本发明所述方法可在原有的装置上进行改装，结构简单，易于实现，有效地抑制温度梯度造成的系统误差，提高测量精度和长期稳定性。
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公开(公告)号：CN109186579B
公开(公告)日：2022-04-22
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：CN107425850B
公开(公告)日：2020-10-16
申请号：CN201710609897.1
申请日：2017-07-25
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种SERF原子自旋陀螺仪用双通道数字锁相放大器，包括输入信号通道、参考信号通道、基于FPGA的数字相关解调模块、数/模转换输出模块、上位机模块；输入信号经过输入信号通道放大、滤波、模/数转换后，得到的数字信号进入现场可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array，FPGA)进行数字相关解调，数字相关解调模块为双通道，同时解调输入信号中的基频分量和二倍频分量的幅值，经过乘法、滤波、运算后分别得到包含基频分量幅值和二倍频分量幅值的平方和结果，经过串口送入上位机模块进行开方运算并显示最后结果，上位机模块控制FPGA，将结果通过数/模转换电路输出。本发明优化了双通道数字锁相放大算法，仅使用两个乘法器，即可实现双频复合信号的同时解调。
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公开(公告)号：CN107643615B
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN201710916926.9
申请日：2017-09-30
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种SERF原子自旋陀螺全光路光强稳定控制系统，利用液晶相位延迟器抑制SERF原子自旋陀螺抽运激光和检测激光光强波动，进而提高SERF原子自旋陀螺输出信号的稳定性。该方法首先利用光电探测器探测分光棱镜从抽运激光和检测激光主路分出的激光，将探测信号通过ADC模数转换器反馈到数字控制器中，数字控制器通过PID算法产生PID控制律，通过DAC数模转换器控制液晶相位延迟器的相位延迟量，实现激光光强透过率的控制，进而实现抽运激光、检测激光光强稳定控制。本发明在检测光路中将分光棱镜置于光弹调制模块之后，进一步抑制进入碱金属气室前检测激光光强的波动，实现SERF原子自旋陀螺仪全光路光强稳定控制，同时有利于SERF原子自旋陀螺的小型化。
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公开(公告)号：CN107643615A
公开(公告)日：2018-01-30
申请号：CN201710916926.9
申请日：2017-09-30
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种SERF原子自旋陀螺全光路光强稳定控制系统，利用液晶相位延迟器抑制SERF原子自旋陀螺抽运激光和检测激光光强波动，进而提高SERF原子自旋陀螺输出信号的稳定性。该方法首先利用光电探测器探测分光棱镜从抽运激光和检测激光主路分出的激光，将探测信号通过ADC模数转换器反馈到数字控制器中，数字控制器通过PID算法产生PID控制律，通过DAC数模转换器控制液晶相位延迟器的相位延迟量，实现激光光强透过率的控制，进而实现抽运激光、检测激光光强稳定控制。本发明在检测光路中将分光棱镜置于光弹调制模块之后，进一步抑制进入碱金属气室前检测激光光强的波动，实现SERF原子自旋陀螺仪全光路光强稳定控制，同时有利于SERF原子自旋陀螺的小型化。
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公开(公告)号：CN107063308A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201710298717.2
申请日：2017-04-27
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C25/00
摘要： 本发明公开了一种线偏振光旋角检测偏振波动在线补偿装置及方法，该装置包括光学模块和测量控制模块两部分：光学模块由参考光路及信号检测光路组成，主要包括激光器、起偏器、液晶可变相位延迟器、光弹调制器、1/4波片、待测原子气室样品及偏振分光棱镜等部分；测量控制模块由平衡差分探测器、液晶驱动器、光弹控制器、锁相放大器和数据采集与处理单元组成。本发明对含有众多复杂偏振器件的光学检测系统，不需要区分各个器件的误差来源，采用仅考虑输入端特征及输出端信号的“黑箱”式处理模式，实现基于光弹调制的实时消除光旋角检测随机误差的补偿修正，完成高精度、长时间、稳定的信号检测。
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公开(公告)号：CN117073655A
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202311142084.8
申请日：2023-09-05
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58 , G05B19/042
摘要： 一种基于环形PD的SERF惯性装置的全光路功率稳定系统，通过对抽运激光和检测激光进行扩束，利用液晶相位延迟器(Liquid Crystal Variable Retarder,LCVR)作为执行器，并在光路中施用光阑和环形光电探测器(Photodetector,PD)的组合，以环形光电探测器的环形区域作为探测光强的区域，中间区域作为入射碱金属气室的抽运光通光区域或检测光通光区域，在简化光路的同时，抑制了传统激光功率稳定系统中的偏振误差，提升了激光功率的稳定性，从而有效提高了SERF(Spin‑Exchange Relaxation‑Free，无自旋交换弛豫)原子自旋惯性测量装置输出信号的测量灵敏度和长期稳定性，是一种新型的SERF惯性测量装置的全光路功率稳定系统。
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公开(公告)号：CN116991186A
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202310951678.7
申请日：2023-07-26
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 一种热源与冷源外置的碱金属气室加热系统及方法，针对碱金属气室加热过程中柔性加热膜以及焊点处电流带来的磁性问题，通过将热源与冷源外置远离碱金属气室的方式，利用相变材料的大热容和高导热率特性，以及MPC控制方法，从根本上消除柔性加热膜磁场对于原子系综的干扰，从而提升原子自旋精密测量系统的精度和稳定性。通过各种不同导热率材料的搭配，最大限度提升加热效率，同时降低热迟滞。本方法这对于量子精密测量具有非常大的实用价值。
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