[发明专利]原子自旋陀螺仪电子极化率测量的测试方法及系统

权利要求书

1.一种原子自旋陀螺仪电子极化率测量的测试方法，其特征在于，所述原子自旋陀螺仪电子极化率测量的测试方法包括：

调整原子自旋陀螺仪原子气室温度至工作温度；

在所述原子气室外部设置磁屏蔽桶(80)以屏蔽外界磁干扰，在所述原子气室外部设置三维磁线圈(70)以补偿所述磁屏蔽桶(80)的剩余磁场以及施加设定恒定磁场；

设置驱动激光沿第一方向依次通过第一起偏器(40)、1/4波片(50)和光路开关(60)进入所述原子气室以对原子气室内的电子进行抽运，设置波长计(30)检测驱动激光波长以及驱动激光输出频率；

设置检测激光沿第二方向通过第二起偏器(100)和法拉第调制器(110)进入所述原子气室，设置光电探测器(120)接收检测激光光强；

打开所述光路开关(60)，通过所述三维磁线圈(70)将所述原子气室内的环境剩磁补偿到零；

关闭所述光路开关(60)，所述三维磁线圈(70)沿第三方向施加设定磁场，沿所述第一方向施加第一扫描周期的锯齿波磁场扫描，检测驱动激光波长并使所述驱动激光波长为碱金属原子D1线频率；在第一扫描周期内，打开所述光路开关(60)并控制所述驱动激光的抽运时间短于所述原子气室内碱金属电子与惰性气体原子核的碰撞时间，通过所述光电探测器(120)接收检测激光的第一检测激光光强，所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向两两相垂直；

根据所述第一检测激光光强计算获取SERF原子自旋陀螺仪电子极化率；

在所述光电探测器(120)接收到第一检测激光光强之后，所述电子极化率测量的测试方法还包括：旋转所述1/4波片(50)180°，沿所述第一方向施加第二扫描周期的锯齿波磁场扫描，在第二扫描周期内，打开所述光路开关(60)并控制所述驱动激光的抽运时间短于所述原子气室内碱金属电子与惰性气体原子核的碰撞时间，通过所述光电探测器(120)接收检测激光的第二检测激光光强；根据所述第一检测激光光强和所述第二检测激光光强计算获取SERF原子自旋陀螺仪电子极化率；

根据所述第一检测激光光强和所述第二检测激光光强计算获取原子自旋陀螺仪电子极化率具体包括：

根据所述第一检测激光光强计算获取驱动激光频率下的第一光位移；

根据所述第二检测激光光强计算获取驱动激光频率下的第二光位移；

根据所述第一光位移和所述第二光位移计算获取驱动激光频率下的综合光位移；

根据所述驱动激光频率下的综合光位移计算获取电子在光场作用下产生的光位移能量差；

根据所述电子在光场作用下产生的光位移能量差计算获取原子光抽运率；

根据所述原子光抽运率计算获取原子自旋陀螺仪电子极化率。

2.根据权利要求1所述的SERF原子自旋陀螺仪电子极化率测量的测试方法，其特征在于，根据所述第一检测激光光强计算获取原子自旋陀螺仪电子极化率具体包括：根据所述第一检测激光光强计算获取驱动激光频率下的光位移；根据所述驱动激光频率下的光位移计算获取电子在光场作用下产生的光位移能量差；根据所述电子在光场作用下产生的光位移能量差计算获取原子光抽运率；根据所述原子光抽运率计算获取原子自旋陀螺仪电子极化率。

3.根据权利要求1所述的原子自旋陀螺仪电子极化率测量的测试方法，其特征在于，所述驱动激光频率下的第一光位移和第二光位移均通过计算获取，其中，b包括驱动激光频率下的光位移L_z和剩余磁场B_z0，a,k,e为位置参数，d为补偿参数，y为光电探测器(120)检测到光强，x为z方向磁场，B_y为y方向磁场。

4.根据权利要求3所述的原子自旋陀螺仪电子极化率测量的测试方法，其特征在于，所述综合光位移L_z综根据计算获取，其中，b_-为驱动激光频率下的第一光位移L_z1和第一剩余磁场B_z01，b₊为驱动激光频率下的第二光位移L_z2和第二剩余磁场B_z02。