原子团温度对原子干涉陀螺条纹对比度的影响

原子干涉陀螺是基于冷原子物质波Sagnac效应测量相对于惯性参考系的转动角速度的一种陀螺仪,其转动时会在2条干涉传播路径之间额外产生相移,该转动相移中包含了垂直于拉曼光方向的纵向速度分量。一般认为入射原子团的纵向速度分布是导致原子陀螺干涉信号强度减弱和条纹对比度下降的最主要因素,但这忽略了与拉曼光方向平行的横向速度分布的影响。通过建立原子干涉陀螺的简单数学模型,定量分析2种分布对相同转速的影响程度,发现横向速度分布对最终干涉条纹质量非常关键,其比纵向速度分布容忍度更低。这要求在设计原子干涉陀螺系统时,需要更重视原子团的横向冷却效率,而不是只关注和转动相移相关的纵向速度分布部分。

冷原子干涉陀螺仪实现及其性能分析

介绍了三脉冲对抛式冷原子干涉陀螺的物理实现过程,分析了其主要噪声来源及其作用机理,并介绍了相应的噪声抑制方法。在此基础上,采用灵敏度函数分析方法对拉曼激光相位噪声、反射镜振动噪声两种主要噪声进行分析,得到其对于干涉相位结果及测量稳定性的准确影响,基于此可以实现典型噪声的准确抑制,为后续陀螺精度的提高提供了理论依据。此外,为了进行系统整体性能评估,参考Allan方差方法对冷原子陀螺进行了陀螺噪声性能测试分析,为后续冷原子干涉陀螺应用于惯性导航系统提供了参考指标。

原子干涉陀螺技术专利分析

针对原子干涉陀螺技术,检索分析相关文献和专利,分析了专利申请趋势、技术领域分布、专利布局方向、主要研发单位情况等内容,并深入研究了原子干涉陀螺国外技术发展现状、技术侧重领域和专利保护情况。

原子干涉陀螺仪研究现状及分析

自1991年实验演示以来,利用中性原子的物质波干涉进行惯性传感逐渐成为量子精密测量领域的研究热点。其中,光脉冲原子干涉仪在转动角速率测量方面展示了成为超高灵敏度传感器的潜力,在高精度惯性导航、基础物理学和地球物理学研究等领域具有广阔的应用前景。光脉冲原子干涉陀螺仪历经了第一代原理验证与第二代高性能实验室演示的发展,正处于从实验室向工程应用转化的重要阶段。从原子干涉陀螺仪的测量原理出发,对已有的原子干涉陀螺仪进行了分类介绍,并对近年来制约原子干涉陀螺仪动态环境应用的提高数据更新率、带宽和动态范围等问题的研究现状进行了分析和讨论。

可搬运高精度原子干涉陀螺仪

冷原子干涉陀螺仪具有灵敏度高和长期稳定性好等特点,将在长航时高精度惯性导航等领域具有重要的应用前景。介绍了一种可搬运的高精度冷原子陀螺仪,初步实现了物理系统与光学系统的集成,体积分别为0.24m^(3)和0.04m^(3),整机测试的角随机游走系数为5.3×10^(-4)(°)/h^(1/2),零偏稳定性达到了2.0×10^(-4)(°)/h@23000s。通过对装置整体优化后,实现了从武汉到北京长达1250km的搬运,在长距离运输后陀螺仪具有良好的稳定性。在北京比测结果中,角随机游走系数为3.1×10^(-4)(°)/h^(1/2),零偏稳定性为3.6×10^(-4)(°)/h@2000s。

原子干涉陀螺监控光纤陀螺的组合导航方案

原子干涉陀螺具有很高的测量精度,在基础科学研究和惯性导航系统中具有重要的应用。然而,原子干涉陀螺的采样率较低和动态范围较小,限制了其在动态环境中的使用。为解决以上两个问题,提出了一种采用组合陀螺仪和加速度计构建单轴惯性导航系统的技术方案,组合陀螺仪由高精度原子干涉陀螺和高采样率光纤陀螺组成。采用Kalman滤波器,原子干涉陀螺对光纤陀螺进行校准,通过建立组合陀螺仪导航系统的误差模型对惯性导航误差进行仿真。结果表明,导航误差主要由原子干涉陀螺的漂移误差决定,结合两类陀螺仪各自的优点,为解决原子干涉陀螺应用于惯性导航系统提供了重要途径。

原子陀螺的研究进展

原子干涉陀螺和原子自旋陀螺是目前理论测量精度最高的惯性测量仪器，针对两类原子陀螺开展的芯片级研究——原子芯片和芯片级原子器件是目前原子陀螺小型化、芯片化研究的焦点。本文对国内外原子陀螺仪及芯片级研究的成果进行了介绍，并分析总结了目前研究中存在的技术难点和未来的研究发展方向。

原子干涉测量技术在大地测量领域中的应用分析

随着冷原子光学的发展尤其是原子干涉技术的发展，在测量重力场和定位定向等方面产生了新的方法手段，这将对大地测量领域产生很大的影响。本文首先论述了原子干涉技术的基本原理，进而阐述了原子重力梯度仪和原子干涉陀螺仪的设计结构，在此基础上分析了它在卫星重力梯度测量和惯性导航中的应用，指出利用原子干涉技术可以大大提高在上述方面的精度和可靠性。最后论述了现有原子干涉测量技术的不足和未来发展方向。

原子陀螺及其在智能弹药中的应用前景分析

不依赖于卫星的高精度导航定位技术正逐步受到世界强国的重视,新型高性能惯性传感器是实现该技术的关键要素。基于量子效应的原子陀螺极具高精度潜质,文中介绍了两种原子干涉陀螺仪和两种原子自旋陀螺仪的技术方案和工作原理;根据不同方案的特点及其研究现状,较为深入的分析了各种方案优缺点,认为微型核磁共振原子陀螺仪在智能弹药中有更好的应用前景。