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[发明专利]一种基于DSP和FPGA的高速数字锁相放大器-CN201610751387.3有效
发明人：全伟;张晓莉;房建成;李茹杰;段利红;范文峰;姜丽伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-08-29 - 公布日： 2019-06-21 - 主分类号： H03L7/093 文献下载
摘要：一种基于DSP和FPGA的高速数字锁相放大器，包括参数收发模块、AD转换器、滤波和放大电路、DA转换器、显示模块、基于DSP的正交相敏解调模块、基于FPGA的CORDIC波形发生模块、方波信号生成模块，其中参数收发模块完成PC机对FPGA和DSP的参数配置；CORDIC波形发生模块可以产生与目标信号同频的单位正弦波形，将其送入AD转换器并经过待测对象得到待测信号；同时方波信号生成模块生成两路方波参考信号，与待测信号在正交相敏解调模块中进行正交矢量运算，得到目标信号的幅值及相位；得到的结果通过参数收发模块传递到PC机显示，也可通过显示模块直接显示。本发明和传统锁相放大器相比，调制频率大于参考频率，消除互相关运算中的乘法，采用DSP和FPGA共同实现。
一种基于 dsp fpga 高速数字放大器

[发明专利]一种无自旋交换弛豫陀螺仪结构-CN201610584731.4有效
发明人：刘刚;范文峰;李茹杰;房建成;全伟;姜丽伟;段利红 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-07-22 - 公布日： 2019-04-26 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种无自旋交换弛豫陀螺仪结构，由碱金属气室基座、无磁电加热组件基座、内真空基座、磁补偿线圈骨架、磁屏蔽筒、定位销、锁紧圆螺母、外壳、主结构、底座、消磁杆、热管基座组成；主结构为陀螺仪各器部件提供支撑和安装基准。热管基座用于安装热管和水冷管路。消磁杆用于磁屏蔽筒安装导向和消磁。外壳和底座构成外真空腔，磁补偿线圈骨架和内真空基座组成内真空腔，两级真空将陀螺仪内外环境隔离开来。本发明组件布局合理、紧凑，减小了体积和重量，解决了无自旋交换弛豫陀螺仪安装基准问题，采用真空、水冷和热管温控方案提高陀螺仪精度。
一种自旋交换陀螺仪结构

[发明专利]一种应用于原子自旋进动检测的抽运光调制解调系统及方法-CN201610834569.7有效
发明人：房建成;邢力;李茹杰;全伟;范文峰;姜丽伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-09-20 - 公布日： 2019-04-26 - 主分类号： H04B10/079 文献下载
摘要：一种应用于原子自旋进动检测的抽运光调制解调系统及方法，通过信号处理器产生正弦波或方波电压信号作用于调制器，对抽运光光强、波长进行调制使碱金属原子电子极化率被调制，再采用数字锁相放大器对检测光中的一次谐波待解调信号进行提取，最终实现原子自旋进动信号的测量。本发明显著提高了系统的抗环境干扰能力，减小在测量原子自旋进动角度过程中因外界温度不稳定导致的测量误差，从而可提高系统的长时间稳定性，可用于原子自旋陀螺仪、原子自旋磁强计等仪器对光偏振转角的精密测量，同时还有利于原子自旋陀螺仪的小型化。
一种应用于原子自旋检测抽运调制解调系统方法

[发明专利]一种基于电流控制的DFB激光器稳频方法-CN201610625913.1有效
发明人：全伟;李光慧;房建成;李茹杰;段利红;范文峰;姜丽伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-08-02 - 公布日： 2019-04-12 - 主分类号： H01S5/0687 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于电流控制的DFB激光器稳频方法，利用DFB激光器电流调谐特性，使用遗传规划算法进行波长‑电流建模，以设定DFB激光器稳频直流工作环境，并基于饱和吸收原理获得饱和吸收光谱信号，利用相敏检波原理获得含有频率信息的奇次谐波微分误差信号，将该误差信号使用遗传算法进行PID控制参数优化，实现快而准自适应锁频控制，兼顾饱和吸收稳频稳频精度高的优点，能够达到激光器频率长期保持高精度稳定性。
一种基于电流控制 dfb 激光器方法

[发明专利]一种基于SERF原子器件的磁场补偿惯性角速率的测量方法-CN201610576198.7有效
发明人：全伟;房子善;房建成;李茹杰;范文峰;姜丽伟;刘峰 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-07-20 - 公布日： 2019-04-12 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明一种基于SERF原子器件的磁场补偿惯性角速率的高精度测量方法，首先制作充有正压气体的内含碱金属的玻璃气室以及真空气室；加热烤箱，使碱金属气室温度达到SERF态所需要的温度；开始操作周期：对碱金属气室进行抽运；中断抽运，在垂直抽运方向作用90°射频脉冲；中断射频，在垂直抽运方向间隔进行两次探测光脉冲检测，由以上测得的实验数据可得到磁场强度；然后使用圆偏振光抽运一段时间后在垂直抽运方向进行探测光检测，由该步实验结果和测得的磁场强度进行补偿可得到高精度惯性角速率，结束抽运和检测。本发明的磁场测量和惯性测量是在同一实验设备和条件下进行，并利用测得的磁场补偿了由于干扰磁场引起的惯性角速率误差，提高了测量精度。
一种基于 serf 原子器件磁场补偿惯性速率高精度测量方法

[发明专利]一种基于二次谐波的光弹调制器调制幅度闭环控制系统及控制方法-CN201610756112.9有效
发明人：房建成;姜丽伟;全伟;李茹杰;段利红;范文峰 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-08-29 - 公布日： 2019-02-12 - 主分类号： G02F1/01 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于二次谐波的光弹调制器调制幅度闭环控制系统及控制方法，包括激光光强稳定模块、检测光学模块和闭环控制模块三部分。激光光强稳定模块由激光器、可控相位延迟器、起偏器、偏振分束器、第一光电探测器、光强控制器组成，将主路激光稳定在设定值；检测光学模块由待测样品、四分之一波片、光弹调制器、检偏器、第二光电探测器组成，实现主路激光光电信号的转换；闭环控制模块由锁相放大器、信号处理器、光弹调制器驱动电路组成，解调出二次谐波信号反馈控制光弹调制器的调制幅度。本发明可有效抑制光弹调制器随环境因素变化引起的调制幅度波动，从而提高检测系统的长期稳定性。
一种基于二次谐波调制器调制幅度闭环控制系统控制方法

[发明专利]一种双轴原子自旋磁强计-CN201610984858.5在审
发明人：房建成;邢力;李茹杰;全伟;范文峰;姜丽伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2016-11-09 - 公布日： 2017-02-22 - 主分类号： G01R33/032 文献下载
摘要：本发明公开了一种双轴原子自旋磁强计，包括碱金属气室、无磁电加热设备、三维磁线圈、磁屏蔽层、抽运激光模块和检测激光模块。所述碱金属气室内有碱金属原子、淬灭气体和缓冲气体；无磁电加热设备和磁屏蔽层使碱金属原子工作在高温、低磁场环境下，保证其处于无自旋交换弛豫状态；抽运激光模块用于极化碱金属原子；检测激光模块包括两束独立的相互垂直的检测激光，用于同时敏感两个相互垂直方向的磁场强度，通过锁相放大器解调出测量结果。本发明通过一个碱金属气室能够同时获得双轴磁场信息，并且具有灵敏度高、集成度高和成本低的特点，在脑磁和心磁测量等领域有着广泛的应用前景。
一种原子自旋磁强计

[发明专利]一种基于K-Rb-Ne的原子惯性和磁场的同步测量装置-CN201310586049.5有效
发明人：全伟;李洋;房建成;袁珩;万双爱;李茹杰;郑慧婕 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2013-11-19 - 公布日： 2017-01-04 - 主分类号： G01C21/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于K‑Rb‑Ne的原子惯性和磁场的同步测量装置，包括测量敏感单元子系统，驱动激光子系统，检测光路子系统；其中，测量敏感单元子系统的功能是为惯性/磁场测量提供物理载体以及一定温度和补偿磁场的外界环境；驱动激光子系统的功能是沿着z轴极化气室中的敏感介质；检测光路子系统的作用是测量K、Rb原子稳定极化后使检测光产生的光旋角；由原子自旋进动模型利用两个光旋角可以分别解出K原子和Rb原子极化率在x轴的投影大小，据此投影即可解出磁场和角速度。本发明装置具有集成化程度高、实时性强的特点，可应用于惯性/磁场的高精度测量和导航中。
一种基于 rb ne 原子惯性磁场同步测量装置

[发明专利]一种无自旋交换弛豫的原子陀螺仪装置-CN201410667490.0在审
发明人：房建成;李茹杰;段利红;姜丽伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-11-20 - 公布日： 2015-03-25 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种原子陀螺仪装置，特别是一种无自旋交换弛豫的原子陀螺仪装置。碱金属气室位于磁屏蔽筒内部，磁屏蔽筒为气室提供弱磁环境，抽运激光器产生的光束经起偏器、λ/4波片后变为圆偏振光，照射在碱金属气室上用于极化气室中的碱金属原子及惰性气体原子，检测激光器产生的光束经起偏器、反射镜、碱金属气室、λ/4波片、相位调制器及检偏器后进入光电探测器变为电信号，用于探测原子敏感到的载体角速度。本发明中采用原子进行载体角速度的测量，光、电等信号仅从屏蔽筒底面进出，有效缩小了光路结构，具有体积小、精度高、稳定可靠等优点。
一种自旋交换原子陀螺仪装置

[发明专利]一种基于双光束差分消除光弹调制器及环境影响的检测装置与方法-CN201410670079.9有效
发明人：房建成;段利红;胡朝晖;李茹杰;姜丽伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2014-11-20 - 公布日： 2015-03-11 - 主分类号： G01B11/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于双光束差分消除光弹调制器及环境影响的检测装置和检测方法。该装置包括光学模块和测量模块两部分，光学模块由激光器、起偏器、分束器、光弹调制器、检偏器组成；测量模块由两个光电探测器、锁相放大器和数字信号处理系统组成。本发明特征在于两束状态相同的光通过同一个光弹调制器后经光电探测器转化成电信号，通过锁相放大器和数字信号处理系统解算分别得到对应两束光束的调制幅度和残余应力双折射角，将解算的两路信号进行差分处理，消除了光弹调制器件自身及环境变化带来的不稳定因素。利用本发明后在光弹调制检测中能大幅提高检测信噪比及信号的稳定性。
一种基于光束消除调制器环境影响检测装置方法

[发明专利]一种用于原子自旋陀螺仪的无磁电加热系统-CN201310139625.1有效
发明人：房建成;万双爱;陆吉玺;李茹杰;陈瑶;张晨 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2013-04-21 - 公布日： 2013-08-28 - 主分类号： H05B3/00 文献下载
摘要：一种用于原子自旋陀螺仪的无磁电加热系统，包括无磁腔体、加热驱动子系统和温度控制子系统；无磁腔体由电加热膜、内导热腔、外保温腔、真空腔、支座和温度传感器等部件组成；加热驱动子系统由温度开关和直流电源组成；温度控制子系统由单片机、DAC芯片及其外围电路实现；最后采用加热驱动子系统大功率快速加热至原子自旋陀螺仪预设温度，由温度开关切到温度控制子系统，由温度控制子系统低功率控制原子自旋陀螺仪工作温度相结合的方法，实现原子自旋陀螺仪的加热和温度控制。本发明消除了原子自旋陀螺仪中传统气流加热装置带来的气流扰动、温度无法控制、体积庞大不易集成等缺陷，隔离了热气流对磁屏蔽系统性能的干扰，具有重要的工程实用价值。
一种用于原子自旋陀螺仪磁电加热系统

[发明专利]一种光偏振微小转角的光学干涉检测装置及方法-CN201310084642.X有效
发明人：房建成;李茹杰;胡朝晖;万双爱;陈瑶;全伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2013-03-15 - 公布日： 2013-06-19 - 主分类号： G01J4/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种光偏振方向调制组件与光学干涉相结合来对光偏振微小转角进行检测的装置及方法。激光器产生的光束经分束器、起偏器后变成两束线偏振光，其中一束光经过旋光介质后其偏振方向会附加微小转角，另一束光经光偏振方向调制组件后其偏振方向被调制，之后两束光经消偏振分光棱镜及检偏器变成两束相干光束，进入光电探测器转变为电信号，数字处理器用于对电信号中与调制组件调制频率一致的一次谐波及其二次谐波信号进行提取计算，实现光偏振微小转角的测量。本发明将光偏振方向调制检测方法与光学干涉相结合，实现对光偏振微小转角信号的光学放大，可用于原子自旋磁强计、原子自旋陀螺仪等仪器对光偏振微小转角的精密测量。
一种偏振微小转角光学干涉检测装置方法

[发明专利]一种消除调制幅度和光强波动影响的法拉第检测方法-CN201210439641.8有效
发明人：房建成;李茹杰;秦杰;万双爱;陈瑶;全伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2012-11-06 - 公布日： 2013-02-13 - 主分类号： G01J4/04 文献下载
摘要：一种消除调制幅度和光强波动影响的法拉第检测方法，本发明涉及一种使用法拉第调制器测量光偏振微小转角过程中用于精确消除因调制幅度和入射光光强波动引起的测量误差的方法。该方法采用数字锁相放大器模块对待解调信号中的一次、二次谐波信号进行测量，结合法拉第调制器入射光的光强信号，经解算可将一次谐波信号中与调制幅度和入射光光强有关的参数消除，最终得到不受调制幅度和光强波动影响的光偏振微小转角。本发明可消除法拉第调制器在测量光偏振微小转角过程中因调制幅度和入射光光强不稳定导致的测量误差，显著提高其长时间的检测精度，可用于原子自旋磁强计、原子自旋陀螺仪等仪器对光偏振微小转角的精密测量。
一种消除调制幅度波动影响法拉第检测方法

[发明专利]一种用于原子自旋器件稳定的原子自旋SERF态的精密操控方法-CN201210392970.1有效
发明人：房建成;万双爱;秦杰;陈瑶;李茹杰;全伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2012-10-16 - 公布日： 2013-01-30 - 主分类号： G01R33/02 文献下载
摘要：一种用于原子自旋器件稳定的原子自旋SERF态的精密操控方法，首先对原子自旋SERF态建立精确的方程并采取调制法测量原子自旋极化率建立控制目标，然后基于SERF模型建立尽量精确的控制系统模型并采用参数辨识的办法估计模型中的未知参数，最后根据控制目标，充分利用所建立的模型的特殊结构设计控制律即优化激光的开关时间、频率、方位、功率以及调制磁场的开关时间，借鉴量子控制算法对原子自旋SERF态进行实时精密操控。本发明提高了原子自旋弛豫时间，解决基于原子自旋SERF效应的原子器件如原子自旋陀螺仪、原子磁强计的刻度因子不稳定性问题，可用于提高基于SERF原子自旋器件的长时间漂移精度和低频灵敏度。
一种用于原子自旋器件稳定 serf 精密操控方法

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