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[发明专利]一种SERF原子自旋陀螺仪横向磁场闭环控制方法和系统-CN202211441553.1在审
发明人：全伟;张开;范文峰;李光慧;杜鹏程 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：一种SERF原子自旋陀螺仪横向磁场闭环控制方法和系统，通过在纵向(z轴)线圈上施加一个频率为KHz量级，幅度为百nT量级的正弦调制磁场，将系统输出信号输入到带有频谱分析功能的锁相放大器。由于横向磁场输入和角速度输入时，系统的动态响应过程不同，因此可以通过对系统输出的瞬态响应信号进行频谱分析，根据所监测频率点的频谱幅度是否达到阈值来实现横向磁场和角速度的解耦测量，再通过控制逻辑算法实现横向磁场的闭环控制。该控制系统及方法创新性地实现了横向磁场和角速度的解耦测量，可以抑制横向磁场漂移带来的误差，有望提高陀螺仪的零偏稳定性。
一种 serf 原子自旋陀螺仪横向磁场闭环控制方法系统

[发明专利]一种基于冷原子干涉陀螺仪的惯性导航装置及方法-CN202011083803.X有效
发明人：鲁思滨;姚战伟;李润兵;蒋敏;余庚华;陈小莉;陈红辉;陆泽茜;孙川;王谨;詹明生 -专利权人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
申请日： 2020-10-12 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于冷原子干涉陀螺仪的惯性导航装置，包括原子钟、三轴冷原子干涉陀螺仪、三轴光学陀螺仪、三轴力平衡加速度计、三轴冷原子干涉加速度计、伺服系统、角度传感器、平台台体、三轴平台框架和计算模块，本发明还公开了一种基于冷原子干涉陀螺仪的惯性导航方法。本发明基于物质波干涉的原子干涉仪在惯性测量方面具有很高的测量精度潜力，将冷原子干涉陀螺仪和冷原子干涉仪加速度计与现有光学陀螺仪和力平衡加速度计结合使用，构建平台式惯性导航系统可实现导航精度的提高。
一种基于原子干涉陀螺仪惯性导航装置方法

[发明专利]一种单光束双轴原子自旋陀螺仪-CN202110737348.9有效
发明人：姜丽伟;刘佳丽;全伟;蔡泽;武志宏 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-06-30 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：一种单光束双轴原子自旋陀螺仪，主要由气室、无磁温控系统、三轴磁场控制线圈、磁屏蔽系统、光学系统和电路系统组成。气室内装有碱金属单质和惰性气体作为敏感介质；无磁温控系统、三轴磁场控制线圈、磁屏蔽系统为气室内的原子提供高温和弱磁环境；光学系统产生一束圆偏振或椭圆偏振激光通过气室，实现原子极化；电路系统驱动垂直于激光传播方向的横向双轴线圈，产生交流磁场调制碱金属原子极化矢量，高灵敏度地提取横向双轴角速率输入引起的惰性气体原子的进动信号；透过气室的激光进入光电探测模块，经锁相放大模块解调出双轴角速率信号。本发明利用单束激光同时实现双轴角速率的测量，具有精度高、体积小、易集成等优势。
一种光束原子自旋陀螺仪

[发明专利]基于瞬态响应计算提升SERF原子自旋陀螺仪响应速度的方法-CN202111580141.1有效
发明人：全伟;裴宏宇;杜鹏程;范文峰;姜丽伟;段利红 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：基于瞬态响应计算提升SERF原子自旋陀螺仪响应速度的方法，通过利用SERF原子自旋陀螺仪的磁场响应标定系统参数，利用系统参数构建SERF原子自旋陀螺仪的状态空间矩阵，在SERF原子自旋陀螺仪工作时采集输出信号，计算电子横向极化率，利用电子横向极化率解算核子横向极化率，使用瞬态电子、核子横向极化率信息构建状态向量，解算角速度输入，能够极大程度地提高SERF原子自旋陀螺仪转动输入下的响应速度，克服双轴耦合问题，扩大原子陀螺仪的可应用范围。
基于瞬态响应计算提升 serf 原子自旋陀螺仪速度方法

[发明专利]一种基于双向热膨胀流的MEMS陀螺-CN202310667965.5在审
发明人：朴林华;马炫霖;佟嘉程 -专利权人：北京信息科技大学
申请日： 2023-06-07 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于双向热膨胀流的MEMS陀螺，属于惯性测量领域。该陀螺主要包括基底层、敏感层和盖板，敏感层的上表面设置有相互平行的三组加热器和两对平行的热敏电阻，在加热器和热敏电阻的下方设置有悬空的绝缘电阻桥；基底层上表面刻蚀有“工”字形腔体；盖板上刻蚀有凹槽，且与敏感层的上表面密闭连接。本发明采用MEMS加工工艺制作，具有体积小、成本低、可批量生产等优点。基于这些优点它可以广泛应用于电子设备、航天及医学仪器等领域。
一种基于双向热膨胀 mems 陀螺

[发明专利]一种独立敏感式MEMS热膨胀流陀螺-CN202310668551.4在审
发明人：朴林华;刘珺宇;佟嘉程 -专利权人：北京信息科技大学
申请日： 2023-06-07 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明公开了一种独立敏感式MEMS热膨胀流陀螺，该独立敏感式MEMS热膨胀流陀螺包括敏感层、和盖板；敏感层上表面有两个加热器和两对热敏电阻，在敏感层下表面中心位置刻蚀有矩形凹槽；四个热敏电阻两两对称分布，分别分布于两个加热器两侧，一个加热器两侧的热敏电阻形成一个独立敏感单元，共两个独立敏感单元，用于敏感Z轴的角速度；盖板刻有空腔，与敏感层紧密相连形成一个密封的工作空间。本发明继承了MEMS热膨胀流陀螺的优点，结构紧密，体积小，重量轻，易于智能化和集成化。本发明采用独立敏感单元，使陀螺具有较高的灵敏度。本发明的敏感元件中无悬臂梁结构，具有良好的抗冲击性能、结构简单、成本极低、可靠性高等特点。
一种独立敏感 mems 热膨胀陀螺

[发明专利]一种SERF原子自旋陀螺仪纵轴磁场闭环控制方法-CN202211443315.4在审
发明人：全伟;张开;杜鹏程;蔡泽;范文峰 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-11-17 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：一种SERF原子自旋陀螺仪纵轴磁场闭环控制方法，在x轴施加一个数倍于电子共振频率的正弦调制磁场，将系统输出信号分成两路，一路输入低通滤波器，用于输出角速度响应信号，另一路接入锁相放大器进行相位解调，相位解调结果反馈至控制器，从而实现对纵轴磁场的闭环控制。该方法既实现了角速度和纵轴磁场的解耦测量，又实现了纵轴磁场的原位测量。通过解调相位来建立和纵轴磁场的映射关系，理论上不受抽运激光功率、检测激光功率、温度等其他参数影响。而且施加的调制频率高于电子共振频率时，可以降低调制磁场导致的电子自旋交换弛豫率，从而保证了施加调制磁场时与无调制状态相同，并且显著提高了陀螺仪标度因数的重复性、非线性度以及零偏稳定性。
一种 serf 原子自旋陀螺仪纵轴磁场闭环控制方法

[发明专利]一种用于三轴陀螺仪的MEMS原子气室及制作方法-CN202310551507.5在审
发明人：李奇芳;张岚;宋昱 -专利权人：成都量子时频科技有限公司
申请日： 2023-05-16 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于三轴陀螺仪的MEMS原子气室及制作方法，包括原子气室、顶层BF玻璃基片、底层BF玻璃基片、硅基片和三棱柱光学镜片；MEMS原子气室为三层结构，其顶层为底层BF玻璃基片，其底层为底层BF玻璃基片，其中层包括原子气室、硅基片和三棱柱光学镜片；硅基片紧密键合与顶层BF玻璃基片和底层BF玻璃基片边缘，三棱柱光学镜片与硅基片紧密贴合，原子气室为顶层BF玻璃基片、底层BF玻璃基片、硅基片和三棱柱光学镜片组成的密闭气室，本发明实现了MEMS原子气室的三轴共用，避免了气室之间不同气体参数差异造成的影响。
一种用于陀螺仪 mems 原子制作方法

[发明专利]一种用于三轴转动角速度同步测量的原子干涉陀螺仪-CN202111272874.9有效
发明人：程俊;毛海岑;郭强;周建飞;王密信;王斌 -专利权人：华中光电技术研究所（中国船舶重工集团公司第七一七研究所）
申请日： 2021-10-29 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于三轴转动角速度同步测量的原子干涉陀螺仪，包括左冷却腔体、右冷却腔体、水平干涉腔体、左竖直干涉腔体、右竖直干涉腔体、冷却光、抛射光、拉曼光、探测光。本发明采用铷和铯两种原子同步冷却和干涉，干涉构型分别采用四拉曼脉冲构型和三拉曼脉冲构型，通过布局不同的拉曼光方向，同时获取三轴正交的转动角速度。相比于传统的分时测量的方案，这种方案系统更加简单，还可同时获取三轴转动角速度参量，且三轴转动角速度的矢量轴夹角更加稳定，有利于原子惯性导航功能实现。
一种用于转动角速度同步测量原子干涉陀螺仪

[发明专利]片上集成谐振式光学陀螺仪-CN202310473381.4在审
发明人：向祖强;袁斌 -专利权人：深圳市天陆海导航设备技术有限责任公司
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明公开了片上集成谐振式光学陀螺仪，包括光路部分和电路部分。光路部分在LNOI平台上对激光器、光隔离器、光分束器、铌酸锂相位调制器、90o圆弧波导起偏器、同心双环光波导谐振腔以及光电探测器实现片上耦合与集成。激光器为外腔光栅反馈半导体激光器；光隔离器是具有奇数加半个畴的周期极化铌酸锂晶体电光效应的光隔离器；光分束器是采用质子交换法在铌酸锂薄膜上制作出分光比1:1的Y分支型光分束器；同心双环光波导谐振腔为透射式结构，包括外环光波导谐振腔、内环光波导谐振腔、输入光波导和输出光波导；光电探测器在LNOI平台上通过异质集成非晶硅薄膜的方式制备。本发明能满足无人平台对陀螺仪小型化与集成化的发展需求。
集成谐振光学陀螺仪

[发明专利]适用于SERF原子自旋惯性测量装置的三级温度控制系统-CN202111656224.4有效
发明人：全伟;武嘉琪;刘峰;范文峰;庞昊颖;刘祀浔;袁琪 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-12-30 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：适用于SERF原子自旋惯性测量系统的三级温度控制系统，通过三级温度控制系统的相互配合，从而有效降低原子自旋惯性测量装置的温度梯度以及降低环境温度波动对于原子系综的影响，有效降低装置内部的热对流，从而降低对于检测模块的扰动，进而提升SERF原子自旋惯性测量装置的精度。本发明所述方法不需要大幅改动现有SERF原子自旋惯性测量装置的整体结构，可以有效兼容现有各代SERF原子自旋惯性测量装置，并且可以推广到同样具备无磁加热烤箱、磁屏蔽筒的原子自旋磁场测量装置，具备良好的经济性以及普适性。本发明所述方法可在原有的装置上进行改装，结构简单，易于实现，有效地抑制温度梯度造成的系统误差，提高测量精度和长期稳定性。
适用于 serf 原子自旋惯性测量装置三级温度控制系统

[发明专利]用于SERF原子自旋陀螺仪激光偏振稳定装置及陀螺仪及方法-CN202210065960.0有效
发明人：高洪宇;董丽红;张俊峰;王建龙;刘晓妍;裴闯 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于SERF原子自旋陀螺仪的激光偏振稳定装置，其分光棱镜的透射光为输出光路，分光棱镜的反射光为监测光路；监测光路输出至偏振分光棱镜，偏振分光棱镜将输入的监测光路分成两路监测光，该两路监测光的分光比由监测光路的偏振方向决定；第一光电探测器、第二光电探测器接收所述两路监测光，并将光功率转化为电信号输出至控制线路，控制线路处理电信号，并通过测得的分光比变化输出控制信号至高精度电动可调节1/2波片，高精度电动可调节1/2波片接收输出光路并接收控制线路的控制信号，通过调节主轴角度调节输出光路的偏振方向。本发明布局合理，工艺实施方便，实现对激光器输出激光偏振方向的准确监测和调节，适用于SERF陀螺仪等系统。
用于 serf 原子自旋陀螺仪激光偏振稳定装置方法

[发明专利]一种用于SERF原子自旋陀螺仪光路与磁场三维正交重合的方法-CN202111400451.0有效
发明人：张俊峰;董丽红;高洪宇;王建龙;王杰英;刘简 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七0七研究所
申请日： 2021-11-19 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于SERF原子自旋陀螺仪光路与磁场三维正交重合的方法，步骤为：1、以陀螺仪底座为基准，在底座上方设定高度处建立可观测的统一空间坐标系；2、在陀螺仪底座上安装和调整泵浦光部件，使泵浦光部件光路指向与统一空间坐标系X轴方向重合；3、在陀螺仪底座上安装和调整探测光部件，使探测光部件的光路指向与统一空间坐标系的Y轴方向重合；4、在陀螺仪底座上安装组合件，组合件包括屏蔽筒部件、设置于屏蔽筒部件内的三维补偿线圈部件及设置于三维补偿线圈部件内部的原子气室及加热保温部件，调整三维补偿线圈部件轴向和径向位置，使三维补偿线圈部件的轴向和径向分别与统一空间坐标系的X轴方向和Y轴方向重合。本方法满足了SERF陀螺仪对组成部件空间三维正交重合的需求。
一种用于 serf 原子自旋陀螺仪磁场三维正交重合方法

[发明专利]分离拉曼激光型原子干涉陀螺装置和调试方法-CN202011182802.0有效
发明人：姚战伟;陈红辉;鲁思滨;李润兵;余庚华;罗军;王谨;詹明生 -专利权人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
申请日： 2020-10-29 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明公开了分离拉曼激光型原子干涉陀螺装置，包括原子干涉物理系统，碱金属原子源，激光冷却激光，三束拉曼激光以及与之匹配的三个反射镜，探测激光和光电探测器。同时，本发明也公开了分离拉曼激光型原子干涉陀螺调试方法，可以提高相位测量精度，能够简化大面积原子干涉仪的调试过程。本发明可以用于原子惯性传感技术领域，提高原子干涉陀螺仪测量灵敏度。
分离激光原子干涉陀螺装置调试方法

[发明专利]一种集成化式冷原子干涉陀螺仪敏感器-CN202111506606.9有效
发明人：吕通;姚辉彬;魏文举;毛海岑;邱金峰 -专利权人：华中光电技术研究所（中国船舶重工集团公司第七一七研究所）
申请日： 2021-12-10 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种集成化式冷原子干涉陀螺仪敏感器，包括真空系统、光路系统和磁场系统；其采用全固化的空间光路，减少光纤的使用数量，有效提升整体稳定性，通过三束入射囚禁激光经空间偏振分光形成12束囚禁光，以作为两个MOT所需的囚禁光，有效降低原子温度，提升有效原子数目，提升原子干涉效率；其利用囚禁激光跳频方式产生探测光，有效减少了入射激光数量，整个装置设计紧凑、合理，装调方便，较大地提高了系统工作的效率和稳定性。
一种集成化原子干涉陀螺仪敏感

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