述第二原子云中；其中所述第一组激光束和第二组激光束将一系列相干的激光脉冲施加 到所述原子云中，所述一系列相干的激光脉冲沿限定第二感测平面的轨迹分离所述碱金属 原子的量子力学波函数，所述第二感测平面对于绕着与所述感测平面正交取向的第二感测 轴的旋转是敏感的；以及其中所述第一组激光源和第二组激光源通过相对于所述第二组激 光束调制所述第一组激光束的相对幅度来将抖动运动施加到所述第二感测轴。
[0041] 示例11包括一种用于使原子惯性传感器光学抖动的方法，所述方法包括：沿第一 轴将第一组激光束施加到激光冷却碱金属原子的原子云中，其中所述碱金属原子在真空室 内在重力的影响下自由下降；沿第二轴将第二组激光束施加到所述激光冷却碱金属原子的 原子云中，其中所述第一组激光束和第二组激光束将一系列相干的激光脉冲施加到所述原 子云中，所述一系列相干的激光脉冲沿限定感测平面的轨迹分离所述碱金属原子的量子力 学波函数，所述感测平面对于绕着与所述感测平面正交取向的感测轴的旋转是敏感的；以 及其中通过相对于所述第二组激光束调制所述第一组激光束的相对幅度来抖动所述感测 轴。
[0042] 示例12包括示例11的方法，其中抖动所述感测轴包括所述感测轴的面内抖动。
[0043] 示例13包括示例11-12中的任一个的方法，其进一步包括：沿第三轴将第三组激 光束施加到所述原子云中；其中所述第一组激光束、第二组激光束和第三组激光束将一系 列相干的激光脉冲施加到所述原子云中；以及其中抖动所述感测轴进一步包括调制所述第 一组激光束、第二组激光束和第三组激光束的相对幅度。
[0044] 示例14包括示例13的方法，其中抖动所述感测轴包括所述感测轴的面内和面外 抖动。
[0045] 示例15包括示例11-14中的任一个的方法，其中所述第一组激光源和第二组激光 源中的一个或两者包括至少一个激光产生设备。
[0046] 示例16包括示例11-15中的任一个的方法，其中所述第一组激光源和第二组激光 源中的一个或两者输出从激光生成设备引导到它们的激光，所述第一组激光源和第二组激 光源中的一个或两者与所述激光生成设备光学连通。
[0047] 示例17包括示例11-16中的任一个的方法，其中所述第一组激光源和第二组激光 源被配置成通过对来自激光产生设备的激光的光学复用来相对于所述第二组激光束调制 所述第一组激光束的相对幅度。
[0048] 示例18包括示例11-17中的任一个的方法，进一步包括：沿所述第一轴将所述第 一组激光束施加到激光冷却碱金属原子的第二原子云中，其中所述碱金属原子在第二真空 室内在重力的影响下自由下降；沿所述第二轴将所述第二组激光束施加到所述激光冷却碱 金属原子的第二原子云中，其中所述第一组激光束和第二组激光束将一系列相干的激光脉 冲施加到所述第二原子云中，所述一系列相干的激光脉冲沿限定第二感测平面的轨迹分离 所述碱金属原子的量子力学波函数，所述第二感测平面对于绕着与所述第二感测平面正交 取向的第二感测轴的旋转是敏感的；以及其中通过相对于所述第二组激光束调制所述第一 组激光束的相对幅度来抖动所述第二感测轴。
[0049] 示例19包括示例11-18中的任一个的方法，进一步包括：通过测量由于重力而引 起的加速度来执行自调平；以及将抖动的平面调整为与重力矢量正交。
[0050] 示例20包括示例11-19中的任一个的方法，进一步包括：解调沿所述感测轴所感 测到的抖动旋转输出；以及推断出地球的旋转矢量相对于所述感测轴的取向。
[0051] 尽管已经在本文图示和描述了具体实施例，本领域普通技术人员将理解的是，考 虑来实现相同目的的任何布置可以替代所示的具体实施例。本申请意图覆盖本发明的任意 改编或变化。因此，所明显意图的是，本发明仅由权利要求及其等同方式来限定。
【主权项】
1. 一种光学抖动的原子惯性传感器（100)，所述惯性传感器（100)包括： 真空室（112)，其包含激光冷却碱金属原子的原子云（110)，其中所述碱金属原子在重 力的影响下自由下降； 第一组激光源（121，122)，被配置成沿第一轴将第一组激光束（310)施加到所述原子 云（110)中； 第二组激光源（123,124)，被配置成沿第二轴将第二组激光束（320)施加到所述原子 云（110)中； 其中所述第一组激光束（310)和第二组激光束（320)将一系列相干的激光脉冲施加到 所述原子云（110)中，所述一系列相干的激光脉冲沿限定感测平面（240)的轨迹分离所述 碱金属原子的量子力学波函数，所述感测平面（240)对于绕着与所述感测平面（240)正交 取向的感测轴（230)的旋转是敏感的；以及 其中所述第一组激光源（121，122)和第二组激光源（123,124)通过相对于所述第二 组激光束（320)调制所述第一组激光束（310)的相对幅度来将抖动运动施加到所述感测轴 (230)〇2. -种用于使原子惯性传感器（100)光学抖动的方法，所述方法包括： 沿第一轴将第一组激光束（310)施加到激光冷却碱金属原子的原子云（110)中，其中 所述碱金属原子在真空室（112)内在重力的影响下自由下降； 沿第二轴将第二组激光束（320)施加到所述激光冷却碱金属原子的原子云（110)中， 其中所述第一组激光束（310)和第二组激光束（320)将一系列相干的激光脉冲施加到所述 原子云（110)中，所述一系列相干的激光脉冲沿限定感测平面（240)的轨迹分离所述碱金 属原子的量子力学波函数，所述感测平面（240)对于绕着与所述感测平面（240)正交取向 的感测轴（230)的旋转是敏感的；以及 其中通过相对于所述第二组激光束（320)调制所述第一组激光束（310)的相对幅度来 抖动所述感测轴（230)。3. 如权利要求1所述的惯性传感器（100)或如权利要求2所述的方法，其中通过对来 自激光产生设备的激光的光学复用来相对于所述第二组激光束（320)调制所述第一组激 光束（310)的相对幅度。
【专利摘要】本发明涉及光学抖动的原子陀螺罗盘。提供了用于光学抖动的原子陀螺罗盘的系统和方法。在一个实施例中，惯性传感器包括：真空室，其包含激光冷却碱金属原子的云，其中原子在重力的影响下自由下降；第一组激光源，其沿第一轴将第一组激光束施加到所述云中；第二组激光源，其沿第二轴将第二组激光束施加到所述云中；其中第一组和第二组激光束施加相干的激光脉冲，所述相干的激光脉冲沿限定平面的轨迹分离所述原子的波函数，所述平面对于绕着与所述平面正交的轴的旋转是敏感的；以及其中所述第一和第二组激光源通过相对于第二激光束调制第一激光束的相对幅度来将抖动施加到所述轴。
【IPC分类】G01C19/38
【公开号】CN105424016
【申请号】CN201510715665
【发明人】R·坎普顿
【申请人】霍尼韦尔国际公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年9月9日
【公告号】EP3009848A1, US9175960