冷原子陀螺仪三维磁场系统的容差设计 被引量：5

1

作者 李攀 刘元正 王继良 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期671-676,共6页

磁场系统作为磁光阱的重要组成部分,在高精度冷原子陀螺仪中占有极其重要的地位。随着陀螺体积的不断减小和集成度的不断提高,磁场系统的制造和装调误差对陀螺性能的影响不断增大。这些误差会引起磁场零点漂移和磁场梯度变化,降低捕获... 磁场系统作为磁光阱的重要组成部分,在高精度冷原子陀螺仪中占有极其重要的地位。随着陀螺体积的不断减小和集成度的不断提高,磁场系统的制造和装调误差对陀螺性能的影响不断增大。这些误差会引起磁场零点漂移和磁场梯度变化,降低捕获效率和原子团的质量,从而影响陀螺性能。从三维磁光阱磁场分布的理论分析出发,结合数学建模和计算机仿真,对三维磁场系统的主要制造和装调误差对磁场的影响进行了分析和比较,并基于预设阈值利用试验设计和数学回归对关键制造和装调参数设计了合理的容差限,为小型化冷原子陀螺仪三维磁场系统的设计和制造提供了理论依据。 展开更多

关键词 冷原子陀螺仪 磁光阱 磁场系统 容差设计

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干涉型原子陀螺仪研究进展与应用 被引量：2

2

作者 李俊 雷兴 +2 位作者 李攀 刘元正 韩宗虎 《电讯技术》 北大核心 2012年第7期1216-1221,共6页

介绍了原子干涉仪的基本原理和目前国内外干涉型原子陀螺仪的实现方案以及研究现状,包括三脉冲陀螺仪、四脉冲陀螺仪和原子芯片陀螺仪。基于高精度测量特性,概述了原子陀螺仪在惯性导航、广义相对论检测以及地球物理学中的应用。

关键词 惯性导航 原子干涉仪 原子陀螺仪 原子芯片

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冷原子陀螺仪二维磁场系统容差设计研究

3

作者 李攀 刘元正 +1 位作者 王继良 严吉中 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期228-235,共8页

磁场系统作为磁光阱的重要组成部分,在高精度冷原子陀螺仪中占着重要地位。随着陀螺体积的减小和集成度的提高,磁场系统的制造和装调误差对陀螺性能的影响不断增大。这些误差将引起磁场零点漂移和磁场梯度变化,降低捕获效率和原子团的质... 磁场系统作为磁光阱的重要组成部分,在高精度冷原子陀螺仪中占着重要地位。随着陀螺体积的减小和集成度的提高,磁场系统的制造和装调误差对陀螺性能的影响不断增大。这些误差将引起磁场零点漂移和磁场梯度变化,降低捕获效率和原子团的质量,从而影响陀螺性能。该文通过理论分析对二维磁场系统的主要制造和装调误差进行了筛选,并利用实验设计和Ansoft仿真完成了"虚拟"实验。基于实验结果的数学回归,对关键制造和装调参数设计了合理的容差限,并进行了试制验证。该工作为小型化冷原子陀螺仪二维磁场系统的设计和制造提供了理论指导。 展开更多

关键词 冷原子陀螺仪 磁光阱 磁场系统 误差分析 容差设计

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原子陀螺仪用激光稳频技术进展与趋势分析 被引量：6

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作者 庄铭今 范晓婷 +1 位作者 王天顺 刘院省 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第6期1-6,共6页

半导体激光器作为原子陀螺仪的核心器件,用于原子冷却、原子极化和信号探测等。半导体激光器易受环境温度、振动和磁场等因素干扰而造成激光频率的跳模和漂移,会直接影响原子陀螺仪的性能。结合原子陀螺仪的工作特点,介绍了饱和吸收光... 半导体激光器作为原子陀螺仪的核心器件,用于原子冷却、原子极化和信号探测等。半导体激光器易受环境温度、振动和磁场等因素干扰而造成激光频率的跳模和漂移,会直接影响原子陀螺仪的性能。结合原子陀螺仪的工作特点,介绍了饱和吸收光谱稳频、双色激光稳频和调制转移谱稳频的工作原理、特点和研究进展,并对激光稳频技术发展趋势进行了展望,对研制高性能原子陀螺仪具有重要参考价值。 展开更多

关键词 半导体激光器 原子陀螺仪 激光稳频技术 饱和吸收光谱

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SERF原子自旋陀螺仪中的碱金属气室无磁加热高精度温度控制

5

作者 刘进容 李伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3288-3296,共9页

碱金属气室的温度波动与磁噪声是制约无自旋交换弛豫原子自旋陀螺仪灵敏度提升的关键因素。针对这两个问题,采用激光加热方式对气室进行无磁加热,从根本上消除磁噪声,在气室加热面及相邻上下两面装载石墨烯薄膜,进行光热转换、热传导以... 碱金属气室的温度波动与磁噪声是制约无自旋交换弛豫原子自旋陀螺仪灵敏度提升的关键因素。针对这两个问题,采用激光加热方式对气室进行无磁加热,从根本上消除磁噪声,在气室加热面及相邻上下两面装载石墨烯薄膜,进行光热转换、热传导以及避免杂散光干扰;采用线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)与热管理技术相结合的方式,提高碱金属气室的控温精度与稳定度。设计基于温控系统的线性自抗扰控制器;从热传导、热对流、热辐射三方面出发设计热结构,优选石墨烯薄膜;搭建碱金属气室温控系统实验平台。研究结果表明,采用LADRC与热管理技术的碱金属气室温控系统的控温精度为±0.003℃,控温稳定度为6 mK。所得研究结果为后续原子自旋陀螺仪灵敏度的提升奠定了基础。 展开更多

关键词 SERF原子自旋陀螺仪 碱金属气室 无磁加热 线性自抗扰控制 热管理技术

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冷原子干涉陀螺仪在惯性导航领域的研究现状及展望 被引量：13

6

作者 邹鹏飞 颜树华 +2 位作者 林存宝 王国超 魏春华 《现代导航》 2013年第4期263-269,共7页

随着激光冷却等原子光学技术的进步,利用冷原子作为波源的冷原子干涉陀螺仪正在快速发展,有望成为惯性导航领域颇具发展潜力的新型陀螺技术。介绍了国内外冷原子干涉陀螺仪的研究现状和原子干涉仪惯性测量的基本原理,并对斯坦福大学、... 随着激光冷却等原子光学技术的进步,利用冷原子作为波源的冷原子干涉陀螺仪正在快速发展,有望成为惯性导航领域颇具发展潜力的新型陀螺技术。介绍了国内外冷原子干涉陀螺仪的研究现状和原子干涉仪惯性测量的基本原理,并对斯坦福大学、巴黎天文台和汉诺威大学的三种不同类型冷原子干涉陀螺仪的性能特点进行了对比分析。针对当前冷原子干涉技术的局限性,展望了未来冷原子干涉陀螺仪在惯性导航领域推广应用的改进方案及发展前景。 展开更多

关键词 原子干涉 冷原子陀螺仪 惯性导航 综述

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新一代惯性测量仪器:拉曼型原子干涉陀螺仪 被引量：3

7

作者 王锴 姚战伟 +3 位作者 鲁思滨 李润兵 王谨 詹明生 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期513-523,共11页

近年来,原子干涉技术的快速发展为转动精密测量及相关应用研究提供了新的途径。原子干涉陀螺仪比传统光学陀螺仪的灵敏度更高,是新一代的惯性测量仪器,具有极大的应用前景.介绍了拉曼型原子干涉陀螺仪的基本原理、主要性能和技术特点,... 近年来,原子干涉技术的快速发展为转动精密测量及相关应用研究提供了新的途径。原子干涉陀螺仪比传统光学陀螺仪的灵敏度更高,是新一代的惯性测量仪器,具有极大的应用前景.介绍了拉曼型原子干涉陀螺仪的基本原理、主要性能和技术特点,给出了在拉曼干涉型冷原子陀螺仪方面的最新研究进展,分析了原子干涉陀螺仪的研究现状和发展前景. 展开更多

关键词 原子光学 原子干涉仪 原子陀螺仪 转动测量灵敏度

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高精度小型陀螺仪关键器件加工技术研究进展 被引量：3

8

作者 陈明君 王廷章 +3 位作者 刘赫男 吴春亚 程健 苏定宁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期218-226,共9页

主要介绍超流体陀螺仪、原子陀螺仪和微半球陀螺仪3种陀螺仪关键器件的结构特点、质量技术指标和制备技术要求,阐述高精度微小型陀螺仪核心器件的制备技术研究进展;详细综述普遍采用的MEMS加工技术及微纳加工技术等制造工艺;对比分析各... 主要介绍超流体陀螺仪、原子陀螺仪和微半球陀螺仪3种陀螺仪关键器件的结构特点、质量技术指标和制备技术要求,阐述高精度微小型陀螺仪核心器件的制备技术研究进展;详细综述普遍采用的MEMS加工技术及微纳加工技术等制造工艺;对比分析各关键器件的制备工艺,重点阐述各相关工艺存在的优势和局限性;分析微谐振器各制备工艺中模具加工技术的工艺特点及其对微谐振器制备质量的影响;探讨各关键器件的制备方法研究进展以及存在的问题与挑战,以期为后续微纳制造技术与陀螺仪技术的结合提供参考,并进一步推动相关制备技术的实际工程应用. 展开更多

关键词 超流体陀螺仪 原子陀螺仪 微半球陀螺仪 关键器件 制备工艺

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原子自旋陀螺气室加热电磁噪声抑制实验研究 被引量：2

9

作者 周斌权 郝杰鹏 +2 位作者 梁晓阳 全伟 刘刚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期36-42,共7页

原子自旋陀螺仪作为目前最新一类陀螺仪,具有超高的理论精度。碱金属气室是原子自旋陀螺仪承载原子自旋的敏感表头。通过电加热使碱金属达到饱和蒸气压,但是电加热过程中会引入电磁干扰等噪声,进而影响原子自旋陀螺仪的精度和灵敏度。... 原子自旋陀螺仪作为目前最新一类陀螺仪,具有超高的理论精度。碱金属气室是原子自旋陀螺仪承载原子自旋的敏感表头。通过电加热使碱金属达到饱和蒸气压,但是电加热过程中会引入电磁干扰等噪声,进而影响原子自旋陀螺仪的精度和灵敏度。为减小碱金属气室加热的电磁噪声对原子自旋陀螺仪的影响,从加热器结构与加热驱动信号2个方面进行了电磁噪声抑制实验研究。设计了具有磁场噪声抑制作用的异形加热膜,使高频正弦波作为加热驱动信号,构建了碱金属气室集成化无磁电加热单元。通过实验验证,系统的等效磁场噪声优于17fT/Hz^(1/2),气室内部的温度稳定度优于±0.006℃,为原子自旋陀螺仪的性能提升提供了可靠保障。 展开更多

关键词 原子自旋陀螺仪 无磁加热 噪声抑制 加热膜 高频正弦波

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泵浦激光功率和气室温度对SERF陀螺仪的影响（英文） 被引量：3

10

作者 石猛 刘院省 +1 位作者 王学锋 王巍 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期810-814,820,共6页

SERF陀螺仪工作在无自旋交换弛豫(SERF)状态下,电子自旋和核子自旋强烈耦合。通过研究电子自旋与核子自旋的耦合方程,分析了泵浦激光的功率和气室温度对SERF陀螺仪磁场补偿的影响,并搭建了SERF陀螺仪实验平台系统进行验证。研究结果表明... SERF陀螺仪工作在无自旋交换弛豫(SERF)状态下,电子自旋和核子自旋强烈耦合。通过研究电子自旋与核子自旋的耦合方程,分析了泵浦激光的功率和气室温度对SERF陀螺仪磁场补偿的影响,并搭建了SERF陀螺仪实验平台系统进行验证。研究结果表明:原子核自旋补偿磁场正比于泵浦激光功率,泵浦激光功率在9.7 m W至105.6 m W的变化范围中,自旋补偿磁场的变化达到8.9 n T;气室温度在107.5℃至149.3℃变化范围中,自旋补偿磁场变化为4.5 n T,无明显的相关性,并且相对于气室温度的变化,补偿磁场对泵浦激光功率变化更加敏感。 展开更多

关键词 SERF陀螺仪 原子自旋陀螺仪 无自旋交换弛豫 自旋耦合

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原子陀螺及其在智能弹药中的应用前景分析 被引量：2

11

作者 蒋军彪 王晓章 谭鹏立 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期44-48,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 原子干涉陀螺仪 原子自旋陀螺仪 智能弹药

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新一代惯性导航技术——量子导航 被引量：13

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作者 邹宏新 《国防科技》 2014年第6期19-24,共6页

针对卫星导航系统所面临的问题,国际上新近提出了基于原子量子效应的高精度惯性导航技术,即量子导航。文章介绍了量子导航的提出和系统构成,对惯性传感单元所包含的原子陀螺仪、原子加速度计和原子钟的国内外研究进展进行了阐述,最后对... 针对卫星导航系统所面临的问题,国际上新近提出了基于原子量子效应的高精度惯性导航技术,即量子导航。文章介绍了量子导航的提出和系统构成,对惯性传感单元所包含的原子陀螺仪、原子加速度计和原子钟的国内外研究进展进行了阐述,最后对这一新型的惯性导航技术进行了总结,并对其发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 量子定位系统 惯性导航 原子陀螺仪 原子钟

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计量量子化变革中的量子导航技术 被引量：3

13

作者 叶文 张幻 +1 位作者 蔡晨光 关伟 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第S01期169-174,共6页

在国际单位制(SI)的量子化变革中,建立在实物基准上的传统计量体系被基于恒定自然常数的量子基准所替代,与此同时,以原子陀螺仪为代表的量子导航技术正有力推动计量领域的量子化进程。首先,在分析计量实物定义的不足后,阐述七个基本单... 在国际单位制(SI)的量子化变革中,建立在实物基准上的传统计量体系被基于恒定自然常数的量子基准所替代,与此同时,以原子陀螺仪为代表的量子导航技术正有力推动计量领域的量子化进程。首先,在分析计量实物定义的不足后,阐述七个基本单位的量子化定义并引出各国应对SI量子化影响的布局规划。其次,分析量子化变革对量子计量体系和仪器仪表产业带来的影响,介绍量子测量技术的重点应用领域以及量子测量产业的现状和发展潜力。最后,重点介绍量子计量体系所支撑的量子导航技术和惯性计量器件原子陀螺仪的技术发展现状,并对未来产业布局与发展做出展望。 展开更多

关键词 计量学 量子计量体系 量子导航 国际单位制 原子陀螺仪

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