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一種雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器的制作方法

文檔序號:12508015閱讀:256來源:國知局
一種雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器的制作方法與工藝

本實用新型屬于原子干涉測量慣性技術(shù)領域,更具體地,涉及一種雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器。



背景技術(shù):

原子干涉儀因其潛在高靈敏度和量子屬性,在精密測量領域已被用來進行重力、重力梯度、轉(zhuǎn)動、精細結(jié)構(gòu)常數(shù)、磁場梯度、萬有引力常數(shù)等測量,同時也用來檢驗一些物理學的基本原理。它在基礎科學研究、重力測量、資源勘探、重力輔助導航等領域具有重要的應用前景。原子干涉儀的不斷發(fā)展,其測量的精度也在不斷提高。

在測量重力加速方面,利用基于Bragg衍射的大動量反沖技術(shù),澳大利亞國立大學的N P Robins小組實現(xiàn)了單一內(nèi)態(tài)的Bragg原子干涉重力儀(參考文獻:P A Altin et al.Precision atomic gravimeter based on Bragg diffraction,New Journal of Physics 15(2013)023009),該干涉儀不僅較大的轉(zhuǎn)移原子動量,而且原子在干涉過程中始終保持同一內(nèi)態(tài)。該類型原子干涉儀雖然不易受外部電磁場干擾,但是一次只能得到一個測量值,且不是差分測量,因此采樣率低、相關(guān)噪聲不能共模抑制。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本實用新型的目的在于提供一種雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器,旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中由于一次只能得到一個測量值且不是差分測量導致采樣率低、相關(guān)噪聲不能共模抑制的問題。

本實用新型提供了一種雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器,包括:Bragg光失諧控制模塊,雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊,雙內(nèi)態(tài)原子探測模塊和雙內(nèi)態(tài)原子干涉模塊;Bragg光失諧控制模塊調(diào)節(jié)Bragg光頻率;雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊產(chǎn)生干涉測量所需要的兩種內(nèi)態(tài)原子;雙內(nèi)態(tài)原子探測模塊探測干涉完成后不同動量態(tài)的雙內(nèi)態(tài)原子;雙內(nèi)態(tài)原子干涉模塊實現(xiàn)兩種內(nèi)態(tài)原子的同時干涉測量。

本實用新型針對該型原子干涉儀的缺點,提出在一次測量中同時實現(xiàn)多個不同內(nèi)態(tài)的Bragg原子干涉儀,既可以提高采樣率,又具有差分共模特性。

更進一步地,Bragg光失諧控制模塊包括:依次連接的DFB種子激光光源,激光放大器,倍頻晶體,鎖頻的外腔半導體激光器,可調(diào)微波源和數(shù)字鑒頻鑒相器;DFB種子激光光源產(chǎn)生1560nm種子激光;所述激光放大器將種子激光放大;所述倍頻晶體將放大后的激光倍頻;所述鎖頻的外腔半導體激光器與倍頻的激光作拍產(chǎn)生拍頻信號;所述可調(diào)微波源產(chǎn)生參考信號;所述數(shù)字鑒頻鑒相器比較拍頻信號和參考信號的頻率差別得出誤差信號。

更進一步地,雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊包括:原子囚禁單元和微波源;所述原子囚禁單元制備磁不敏感態(tài)的原子團;所述微波源位于探測區(qū)窗口,當原子團上拋到達探測區(qū)后,所述微波源產(chǎn)生設定頻率的微波π/2脈沖,將原子團分為兩種磁不敏感的內(nèi)態(tài)原子。

更進一步地,雙內(nèi)態(tài)原子探測模塊包括:原子探測單元,設置于所述原子囚禁單元的正上方,探測完成干涉后不同動量態(tài)的雙內(nèi)態(tài)原子。

更進一步地,原子探測單元包括:探測窗口、探測光和第一反射鏡;第一反射鏡設置在與所述探測區(qū)窗口正對方向上,使原子在探測區(qū)受到激光兩個方向平衡的散射力作用;通過在所述探測區(qū)窗口上加入所述探測光,當原子到達探測區(qū)的中心后,打開探測光,探測光與原子共振會發(fā)射出熒光,通過光電管接收原子發(fā)出的熒光獲得原子的數(shù)目。

更進一步地,雙內(nèi)態(tài)原子干涉模塊包括:原子干涉單元和Bragg光脈沖產(chǎn)生裝置;所述原子干涉單元位于原子探測單元上方,提供一個雙內(nèi)態(tài)原子干涉區(qū);所述Bragg光脈沖產(chǎn)生裝置分別嵌入在原子干涉單元中;分別提供3個π/2-π-π/2 Bragg光脈沖。

更進一步地,原子干涉單元包括:第一干涉窗口、第二干涉窗口、第三干涉窗口、第四干涉窗口、第一反射鏡組,第二反射鏡組,第三反射鏡組和第四反射鏡組;第一干涉窗口、第二干涉窗口、第三干涉窗口、第四干涉窗口分布于干涉區(qū),第一反射鏡組,第二反射鏡組,第三反射鏡組和第四反射鏡組分別安裝在第一干涉窗口、第二干涉窗口、第三干涉窗口、第四干涉窗口的相對面,形成反向傳播的Bragg光脈沖。

更進一步地,第一反射鏡組,第二反射鏡組,第三反射鏡組和第四反射鏡組結(jié)構(gòu)相同,均包括1/4波片和反射鏡,1/4波片安裝于反射鏡反射光的傳播方向。

更進一步地,當需要進行重力加速度測量時,將Bragg光與原子上拋方向平行配置,并利用三個π/2-π-π/2 Bragg脈沖構(gòu)成一個馬赫-曾德爾干涉儀,實現(xiàn)重力加速度測量;當需要進行轉(zhuǎn)動測量時,將Bragg光與原子上拋方向垂直配置,并利用三個π/2-π-π/2 Bragg脈沖構(gòu)成一個三脈沖干涉陀螺儀,實現(xiàn)轉(zhuǎn)動測量。

通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型在同一干涉裝置上,利用兩個內(nèi)態(tài)原子在相同的路徑上的同時干涉,可以實現(xiàn)一個慣性量的同時測量,提高了測量的采樣率;磁不敏感的雙內(nèi)態(tài)原子在測量過程中利用Bragg衍射技術(shù)而不改變原子內(nèi)態(tài),減小了外場帶來的影響,而且利用雙內(nèi)態(tài)原子同時干涉,通過雙態(tài)干涉相位的共模特性又可以進一步抑制外場帶來的影響;此外,雙內(nèi)態(tài)Bragg干涉儀僅是在原有Bragg干涉儀基礎上加入雙內(nèi)態(tài)制備、失諧控制等模塊,實驗裝置簡單,而且通過Bragg光的不同配置還能夠?qū)崿F(xiàn)兩個慣性量的測量。在雙內(nèi)態(tài)的基礎上,本實用新型可以擴展至多個內(nèi)態(tài)的Bragg原子干涉慣性傳感器,故多個內(nèi)態(tài)的情況也屬于本實用新型內(nèi)容。

附圖說明

圖1為本實用新型提出的雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器裝置示意圖;

圖2為本實用新型提出的雙內(nèi)態(tài)Bragg干涉流程示意圖;

圖3為本實用新型提出的雙內(nèi)態(tài)Bragg干涉測量重力加速度示意圖;

圖4為本實用新型提出的雙內(nèi)態(tài)Bragg干涉測量轉(zhuǎn)動示意圖;

圖5為87Rb原子D2線精細結(jié)構(gòu)示意圖。

其中,100為雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊;101為第一囚禁激光光束;102為第二囚禁激光光束;103為第三囚禁激光光束;104為第四囚禁激光光束;105為第五囚禁激光光束;106為第六囚禁激光光束;107為微波源;200為原子探測單元;201為探測窗口;202為探測光;203為第一反射鏡;300為原子干涉單元;301為第一干涉窗口,302為第一Bragg光脈沖;303為包含1/4波片的第一反射鏡組;304為第二干涉窗口;305為第二Bragg光脈沖;306為包含1/4波片的第二反射鏡組;307為第三干涉窗口;308為第三Bragg光脈沖;309為包含1/4波片的第三反射鏡組;310為第四干涉窗口,311為第四Bragg光脈沖,312為包含1/4波片的第四反射鏡組。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。

本實用新型涉及原子干涉測量慣性技術(shù)領域,提供了一種雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器。本實用新型以87Rb原子為例并不僅限于87Rb原子,提供了一種雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器,其目的在于利用該型Bragg干涉儀既能實現(xiàn)重力加速的測量,又能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的測量,其原理在于在實現(xiàn)87Rb原子F=1和F=2兩內(nèi)態(tài)原子各自的同時干涉。在Bragg光方向同原子上拋方向上平行配置時,能夠?qū)崿F(xiàn)重力加速度的同時測量;在Bragg光方向與原子上拋方向垂直配置時,能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動的同時測量。旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中采樣率低和易受外部電磁場干擾的問題。

本實用新型提供了一種雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器,包括:Bragg光失諧控制模塊,雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊,雙內(nèi)原子探測模塊和雙內(nèi)態(tài)原子干涉模塊;其中,Bragg光失諧控制模塊用于Bragg光頻率的調(diào)節(jié);雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊用于產(chǎn)生干涉測量所需要的兩種內(nèi)態(tài)原子;雙內(nèi)態(tài)原子探測模塊用于探測干涉完成后不同動量態(tài)的雙內(nèi)態(tài)原子;雙內(nèi)態(tài)原子干涉模塊用于實現(xiàn)兩種內(nèi)態(tài)原子的同時干涉測量。

當需要進行重力加速度測量時,將Bragg光與原子上拋方向平行配置,然后利用三個π/2-π-π/2 Bragg脈沖構(gòu)成一個馬赫-曾德爾干涉儀,實現(xiàn)重力加速度測量。

當需要進行轉(zhuǎn)動測量時,將Bragg光與原子上拋方向垂直配置,然后利用三個π/2-π-π/2 Bragg脈沖構(gòu)成一個三脈沖干涉陀螺儀,實現(xiàn)轉(zhuǎn)動測量。此外,還可以分別利用四個π/2-π-π-π/2 Bragg脈沖構(gòu)成一個四脈沖干涉陀螺儀,同樣實現(xiàn)轉(zhuǎn)動測量。

在本實用新型實施例中,Bragg光失諧控制模塊包括:依次連接的DFB種子激光光源,激光放大器,倍頻晶體,鎖頻的外腔半導體激光器,可調(diào)微波源和數(shù)字鑒頻鑒相器。其中,DFB種子激光光源用于產(chǎn)生1560nm種子激光;激光放大器用于將種子激光放大,倍頻晶體用于將放大后的激光倍頻,鎖頻的外腔半導體激光器用于和倍頻的激光作拍產(chǎn)生拍頻信號,可調(diào)微波源用于產(chǎn)生參考信號,數(shù)字鑒頻鑒相器用于比較拍頻信號和參考信號的差別得出誤差信號。

具體地,先將DFB種子光經(jīng)過放大倍頻后的一束激光和鎖頻的外腔半導體激光器輸出的一束激光進行拍頻,然后將拍頻信號和一個可調(diào)微波源輸出的參考信號經(jīng)過數(shù)字鑒頻鑒相器得出誤差信號,再將誤差信號反饋到DFB種子激光光源上,這樣就可以通過設定微波參考信號的頻率完成Bragg光失諧的精確控制。

在本實用新型實施例中,雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊包括:原子囚禁單元和微波源。其中微波源位于探測區(qū)窗口,即在原子囚禁單元的正上方。原子囚禁單元用于制備磁不敏感態(tài)的原子團;當原子團上拋到達探測區(qū)后,微波源產(chǎn)生設定頻率的微波π/2脈沖,用于將原子團分為兩種磁不敏感的內(nèi)態(tài)原子。

作為本實用新型的一個實施例,在囚禁單元制備并上拋選態(tài)后得到87Rb F=1,mF=0磁不敏感態(tài)的原子團,當磁不敏感的原子團到達探測區(qū)后,通過微波源產(chǎn)生的一個6.83GHz的微波π/2脈沖,將原子分成了F=1,mF=0和F=2,mF=0兩種磁不敏感的內(nèi)態(tài)原子,完成雙內(nèi)態(tài)原子的制備。

在本實用新型實施例中,雙內(nèi)態(tài)原子探測模塊主要原子探測單元組成,原子的探測單元位于原子囚禁單元的正上方,原子探測單元主要用于探測完成干涉后不同動量態(tài)的雙內(nèi)態(tài)原子。

具體地,當干涉完成后,雙內(nèi)態(tài)原子到達探測區(qū),打開探測光先探測基態(tài)處于F=2態(tài)不同動量態(tài)原子,由于同一內(nèi)態(tài)的原子動量態(tài)的不同,在下落過程中就可以探測到同一內(nèi)態(tài)不同動量態(tài)的原子。探測完F=2態(tài)的原子后再將F=2態(tài)原子清除并開始探測F=1態(tài)的原子,將F=1態(tài)原子利用回泵光泵到F=2態(tài)探測,利用上述相同方式探測到F=1態(tài)不同動量態(tài)的原子,這樣完成雙內(nèi)態(tài)原子的探測。

在本實用新型實施例中,雙內(nèi)態(tài)原子干涉模塊包括:原子干涉單元和Bragg光脈沖產(chǎn)生裝置。原子干涉單元位于原子探測單元上方,Bragg光脈沖產(chǎn)生裝置分別嵌入在原子干涉單元中。其中,原子干涉單元主要用于提供一個雙內(nèi)態(tài)原子干涉區(qū);Bragg光脈沖裝置用于分別提供3個π/2-π-π/2 Bragg光脈沖。

具體地,當制備好的雙內(nèi)態(tài)原子上拋到干涉區(qū)后,開始打開嵌入在干涉單元中的Bragg光脈沖產(chǎn)生裝置,首先經(jīng)過一個π/2 Bragg光脈沖,將雙內(nèi)態(tài)的原子同時分束,即分成不同動量態(tài)的原子團,在此過程中原子各自內(nèi)態(tài)保持不變,然后再經(jīng)過一個πBragg光脈沖將雙內(nèi)態(tài)原子反射,最后經(jīng)過一個π/2 Bragg光脈沖將雙內(nèi)態(tài)原子匯聚,其中脈沖之間間隔時間相等,經(jīng)過三脈沖作用后完成了雙內(nèi)態(tài)原子的同時干涉,雙內(nèi)態(tài)原子在干涉過程中經(jīng)過的路徑完全相同。

通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型在同一干涉裝置上,利用兩個內(nèi)態(tài)原子在相同的路徑上的同時干涉,可以實現(xiàn)一個慣性量的同時測量,提高了測量的采樣率;磁不敏感的雙內(nèi)態(tài)原子在測量過程中利用Bragg衍射技術(shù)而不改變原子內(nèi)態(tài),減小了外場帶來的影響,而且利用雙內(nèi)態(tài)原子同時干涉,通過雙態(tài)干涉相位的共模特性又可以進一步抑制外場帶來的影響;此外,雙內(nèi)態(tài)Bragg干涉儀僅是在原有Bragg干涉儀基礎上加入雙內(nèi)態(tài)制備、失諧控制等模塊,實驗裝置簡單,而且通過Bragg光的不同配置還能夠?qū)崿F(xiàn)兩個慣性量的測量。在雙內(nèi)態(tài)的基礎上,本實用新型可以擴展至多個內(nèi)態(tài)的Bragg原子干涉慣性傳感器,故多個內(nèi)態(tài)的情況也屬于本實用新型內(nèi)容。

下面結(jié)合附圖和實施例對傳感器詳細說明:

圖1顯示了本實用新型提出的雙內(nèi)態(tài)Bragg原子干涉慣性傳感器示意圖,包括:Bragg光失諧控制模塊,雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊100,原子內(nèi)態(tài)探測模塊200和雙內(nèi)態(tài)原子干涉模塊300。

Bragg光失諧控制模塊主要用于控制Bragg光的失諧,精確控制失諧后的Bragg光通過原子干涉模塊中的Bragg光脈沖產(chǎn)生裝置產(chǎn)生Bragg光脈沖作用原子,Bragg光失諧控制模塊主要體現(xiàn)在Bragg光脈沖實現(xiàn)的光路組成部分。

雙內(nèi)態(tài)原子制備模塊100包括:原子囚禁單元和微波源。其中,囚禁單元是六個囚禁窗口和相應的六束囚禁激光光束組成,囚禁光的窗口在三維空間上對稱分布,六個囚禁窗口分別用于接收外部的六束囚禁激光光束101、102、103、104、105、106。在六束囚禁激光光束作用下對原子產(chǎn)生Doppler冷卻作用,最終在磁光阱中原子團囚禁到磁光阱的中心,囚禁后的原子團在上拋過程中通過改變囚禁光參數(shù)進一步進行冷卻。微波源為107,微波源位于探測區(qū)窗口,當原子到達探測區(qū)開啟微波源,產(chǎn)生一個微波π/2脈沖將原子團分為兩種磁不敏感的內(nèi)態(tài)原子。

原子探測單元200包括:探測窗口201探測光202和第一反射鏡203。在探測區(qū)窗口201上加入的探測光202并在其正對方向安裝第一反射鏡203。當原子到達探測區(qū)的中心后,打開探測光202,探測光與原子共振會發(fā)射出熒光,通過光電管接收原子發(fā)出的熒光就可以得到原子的數(shù)目,在探測光的傳播的反方向加入反射鏡203是為了使原子在探測區(qū)受到激光兩個方向平衡的散射力作用。

雙內(nèi)態(tài)原子干涉模塊300包括:原子干涉單元和Bragg光脈沖產(chǎn)生裝。其中,原子干涉單元包括:四個干涉窗口(301、304、307、310),第一反射鏡組303,第二反射鏡組306,第三反射鏡組309和第四反射鏡組312。四個干涉窗口分布于干涉區(qū),反射鏡組分別安裝在四個干涉窗口的對面。反射鏡組是由一個1/4波片和一個反射鏡組成,1/4波片安裝于反射鏡反射光的傳播方向。反射鏡組是為了形成反向傳播的Bragg光脈沖,1/4波片是為了使反射回來的Bragg光脈沖偏振改變90°。Bragg光脈沖產(chǎn)生裝置主要位于四個干涉窗口,分別是第一Bragg光脈沖302、第二Bragg光脈沖305、第三Bragg光脈沖308、第四Bragg光脈沖311。當原子到達干涉區(qū)后,開始利用Bragg光脈沖產(chǎn)生裝置發(fā)射Bragg光脈沖完成干涉。

當需要進行重力加速度測量時,利用第四干涉窗口310、第四Bragg光脈沖311以及第四反射鏡組312完成干涉,此時Bragg光傳播方向和原子上拋方向平行配置。首先利用第四Bragg光脈沖311發(fā)射一個π/2 Bragg光脈沖,將雙內(nèi)態(tài)原子進行分束,分束后的原子由于動量態(tài)的不同在空間上分離,經(jīng)過一段時間后再利用第四Bragg光脈沖311發(fā)射出一個πBragg光脈沖,將雙內(nèi)態(tài)的原子進行反射,再經(jīng)過脈沖間隔相同的時間后,雙內(nèi)態(tài)不同動量態(tài)的原子重合,此時再利用第四Bragg光脈沖311發(fā)射出一個π/2 Bragg光脈沖將雙內(nèi)態(tài)原子匯聚,完成雙內(nèi)態(tài)原子的同時干涉測量重力加速度。

當需要進行轉(zhuǎn)動測量時,分別利用第一干涉窗口301、第二干涉窗口304、第三干涉窗口307及相對于的第一反射鏡組303、第二反射鏡組306、第三反射鏡組309和第一Bragg光脈沖302、第二Bragg光脈沖305、第三Bragg光脈沖308完成干涉,此時Bragg光傳播方向和原子上拋方向垂直配置。首先利用第一Bragg光脈沖302發(fā)射一個π/2 Bragg光脈沖,將雙內(nèi)態(tài)原子進行分束,分束后的原子由于動量態(tài)的不同在空間上分離,經(jīng)過一段時間后再利用第二Bragg光脈沖305發(fā)射出一個πBragg光脈沖,將雙內(nèi)態(tài)的原子進行反射,再經(jīng)過脈沖間隔相同的時間后,雙內(nèi)態(tài)不同動量態(tài)的原子重合,此時再利用第三Bragg光脈沖308發(fā)射出一個π/2 Bragg光脈沖將雙內(nèi)態(tài)原子匯聚,完成雙內(nèi)態(tài)原子的同時干涉測量轉(zhuǎn)動角速度。

圖2顯示了本實用新型提出的雙內(nèi)態(tài)Bragg干涉流程示意圖,如圖2所示,首先制備磁不敏感態(tài)的初態(tài)原子1,利用一個微波π/2脈沖2產(chǎn)生1:1的F=1和F=2兩種內(nèi)態(tài)原子,然后雙內(nèi)態(tài)的原子在豎直方向上拋,利用鎖定失諧的Bragg光3作用原子,這里Bragg光的頻率失諧需要精確的控制來實現(xiàn)87Rb原子兩內(nèi)態(tài)F=1態(tài)和F=2態(tài)的原子在作用同一個Bragg光脈沖后感受到相同的Rabi頻率。當原子到達干涉區(qū)后開始實現(xiàn)雙內(nèi)態(tài)的Bragg干涉4,在這里干涉實驗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)兩個慣性量的測量,在真空容器干涉區(qū)頂端加入Bragg光分別作用三個π/2-π-π/2 Bragg光脈沖完成干涉可以實現(xiàn)重力加速的同時測量,在真空容器側(cè)壁三個窗口分別作用三個π/2-π-π/2 Bragg光脈沖完成干涉可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)動角速度的同時測量。

圖3顯示了本實用新型的雙內(nèi)態(tài)原子干涉測量重力加速度原理示意圖,可以得到在重力場中,處于內(nèi)態(tài)F=1態(tài)原子干涉儀(虛線)所產(chǎn)生的干涉相位為:ΔΦ1=nkeff(g-α)T2+nΔφ1,其中Δφ1是外場對原子干涉相位的影響,主要是磁場的影響。

可以得到在重力場中,處于內(nèi)態(tài)F=2態(tài)原子干涉儀(實線)所產(chǎn)生的干涉相位為:ΔΦ2=nkeff(g-α)T2+nΔφ2,其中Δφ2是外場對原子干涉相位的影響,同樣主要是磁場的影響。

通過測量兩內(nèi)態(tài)原子的干涉相位可以分別得出重力加速度值。通過將兩內(nèi)態(tài)原子的干涉相位差分,可以得出外場對原子干涉相位的影響,即:Δφ1-Δφ2=(ΔΦ1-ΔΦ2)/n。將干涉相位共模,可以很大程度共模掉外場的影響,這樣就可以更精確地得出重力加速的值。此外通過評估雙內(nèi)態(tài)原子測量加速度的差值,還可以用來檢驗等效原理等。

圖4顯示了本實用新型的雙內(nèi)態(tài)原子干涉測量轉(zhuǎn)動原理示意圖,可以得到在重力場中,處于內(nèi)態(tài)F=1態(tài)原子干涉儀(虛線)所產(chǎn)生的干涉相位為:其中Δφ1是外場對原子干涉相位的影響,主要是磁場的影響。

可以得到在重力場中,處于內(nèi)態(tài)F=2態(tài)原子干涉儀(實線)所產(chǎn)生的干涉相位為:其中Δφ2是外場對原子干涉相位的影響,同樣主要是磁場的影響。

通過測量兩內(nèi)態(tài)原子的干涉相位可以分別得出轉(zhuǎn)動角速度值。通過將兩內(nèi)態(tài)原子的干涉相位差分,可以得出外場對原子干涉相位的影響,即:將兩內(nèi)態(tài)原子干涉相位共模,可以很大程度共模掉外場的影響,這樣就可以更精確地得出轉(zhuǎn)動角速度的值。

圖5顯示了87Rb原子D2線超精細結(jié)構(gòu),根據(jù)理論計算得到Bragg光的失諧相對于87Rb F=2→F'=3藍失諧為3.18GHz。

本領域的技術(shù)人員容易理解,以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,本實用新型還可以將雙內(nèi)態(tài)擴展至多個內(nèi)態(tài)的Bragg原子干涉慣性傳感器。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。

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