[发明专利]Sagnac角速度测量系统及方法

权利要求书

1.一种Sagnac角速度测量系统，其特征在于，包括：

光源(1、2)，其用于产生入射光场；其中，第一光源(1)用于产生入射泵浦光场，第二光源(2)用于产生入射信号光场；

作用介质单元(10)，其用于实现光与物质的非线性过程；

光纤线圈(9)，其用于实现Sagnac效应，感应角速度变化；

光电探测器(8)，其用于探测最终产生的干涉信号；

极化分束器(4、5)，其用于光场的分束与合束；其中，第一极化分束器(4)将第一光源(1)和第二光源(2)进行空间合束；合束后的光经过作用介质单元(10)后，发生光与物质的非线性过程，实现入射信号光场的放大；被放大的信号光场和透射的泵浦光场经过第二极化分束器(5)分束后，分别沿着光纤线圈(9)相向传播，并在射出光纤线圈后通过第二极化分束器(5)合束后入射至作用介质单元(10)，发生第二次发生光与物质的非线性过程；前后两次非线性相互作用通过物质相干性发生关联，实现最终干涉信号被光电探测器(8)探测；半波片(6、7)，其用于改变光场的偏振；其中，第一半波片(6)用于改变第一光源(1)的偏振态；第二半波片(7)，用于改变光纤线圈(9)中相向传播的信号光场和泵浦光场的偏振态，保证信号光场和泵浦光场在作用介质单元(10)空间重合。

2.根据权利要求1所述的Sagnac角速度测量系统，其特征在于，所述第一光源(1)和第二光源(2)是激光器发出的相干光源，工作在脉冲模式下。

3.根据权利要求1所述的Sagnac角速度测量系统，其特征在于，第一光源(1)和第二光源(2)偏振正交且满足双光子共振条件。

4.根据权利要求1所述的Sagnac角速度测量系统，其特征在于，所述第一光源(1)、第二光源(2)都是空间重合的。

5.根据权利要求1所述的Sagnac角速度测量系统，其特征在于，所述作用介质单元选自处于基态的原子、离子、分子或者量子点。

6.一种Sagnac角速度测量方法，其特征在于，包括：

第一光源(1)泵浦光和第二光源(2)入射信号光S0通过第一极化分束器(4)合束入射到处在基态能级的作用介质单元(10)中，实现非线性过程；在这个过程中，入射信号光S0被放大成信号光S1，同时产生物质相干性A1，S1随入射泵浦光一起出射，离开作用介质单元到达第二极化分束器(5)，物质相干性A1仍然保留在作用介质单元(10)中；

信号光S1和透射的泵浦光在光纤线圈(9)中相向传播，实现Sagnac效应，完成角速度感应；经过半波片(7)和第二极化分束器(5)作用后重新返回到作用介质单元(10)中的泵浦光、信号光S1与物质相干性A1相互作用，产生信号光S2并被光电探测器(8)探测，此时S2光强与待测角速度引起的相位变化有关，从而实现角速度的测量。

7.根据权利要求6所述的Sagnac角速度测量方法，其特征在于，相互作用的两条路径中一条是光场，另外一条是物质相干性，光场与物质相干性通过非线性作用过程产生相位与强度关联。

8.根据权利要求6所述的Sagnac角速度测量方法，其特征在于，入射的相干光先后两次经过相互作用介质单元，前后两次非线性相互作用通过物质相干性发生关联，实现信号探测，完成角速度测量。