[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

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。

主权项

1.一种基于SERF原子器件的磁场补偿惯性角速率的高精度测量方法，其特征在于：磁场测量和惯性角速率测量在同一实验条件下进行而不是使用两套实验设备；磁场和惯性角速率的测量是相互分开的，分时交替进行，周期进行，每一周期操作如下：(1)使用一束圆偏振光穿过碱金属气室，即Z方向对碱金属原子进行抽运；(2)中断抽运，在垂直于抽运方向，即X方向作用90°射频脉冲，在赛曼共振频率下持续一段时间；(3)中断射频脉冲，用线偏振光在垂直于Z和X方向的Y方向进行第一次探测光脉冲检测，测量探测光偏振方向旋转角度，持续一段时间；(4)间隔一段时间后，用线偏振光在Y方向进行第二次探测光脉冲检测，测量探测光偏振方向旋转角度，持续一段时间，由第一次检测和第二次检测中探测光偏振方向第一次旋转了π角的时间t1、t2，及t1到t2期间探测光偏振方向旋转角达到π整数倍的次数m，计算得到磁场强度，B＝2πm/γeTc，其中Tc＝t2‑t1，γe为碱金属原子的电子自旋旋磁比；(5)结束检测，然后使用圆偏振光在Z方向进行抽运，抽运一段时间后在X方向用线偏振光进行探测光检测，检测的同时抽运不中断，测量探测光偏振方向旋转角度，然后结束抽运和检测，根据步骤(4)计算出的磁场强度B进行补偿得到高精度的惯性角速率，进行下一个周期的操作。