一种用于组合导航的量子传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于组合导航的量子传感装置，包括泵浦光路模块、探测光路模块、陀螺仪表头、磁力仪表头、磁场控制模块、温度控制模块和信号分析控制模块；陀螺仪表头包括第一原子气室；磁力仪表头包括第二原子气室；泵浦光路模块用于产生泵浦激光极化第一原子气室和第二原子气室中的介质；探测光路模块用于产生探测激光，探测激光分别经过陀螺仪表头和磁力仪表头，经过陀螺仪表头的探测激光实现转动信号探测，经过磁力仪表头的探测激光实现地磁信号探测；温度控制模块用于控制温度；磁场控制模块用于产生陀螺仪和磁力仪的功能磁场；信号分析控制模块用于解算探测的转动信号和磁场信号。本发明专利技术的装置同时具备转动惯性测量和地磁测量功能。

A quantum sensor for integrated navigation

【技术实现步骤摘要】
一种用于组合导航的量子传感装置
本专利技术涉及惯性导航和定位
，具体涉及一种用于组合导航的量子传感装置。
技术介绍
高精度的自主导航定位技术尤其是GPS拒止条件下的自主导航定位技术在天基对地观测、长航时运载体自主定姿、武器精确打击以及空间、水下探索开发等领域有迫切需求。目前，纯惯性导航系统短时精度高，但其误差随工作时间积累，难以满足长时间高精度导航定位需求；地磁匹配导航可实时测量地磁场强度实现载体的定位，且误差不随时间积累，但受限于地磁匹配精度以及磁场测量精度等，目前地磁匹配导航定位精度仍然相对较低。因此，如何将惯性导航和地磁匹配导航两者的优点相结合是现有技术中急需解决的问题。综上所述，急需一种用于组合导航的量子传感装置以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种用于组合导航的量子传感装置，具体技术方案如下：一种用于组合导航的量子传感装置，包括泵浦光路模块、探测光路模块、陀螺仪表头、磁力仪表头、磁场控制模块、温度控制模块和信号分析控制模块；所述陀螺仪表头包括第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于组合导航的量子传感装置，其特征在于，包括泵浦光路模块、探测光路模块、陀螺仪表头、磁力仪表头、磁场控制模块、温度控制模块和信号分析控制模块；/n所述陀螺仪表头包括第一原子气室(3a)；/n所述磁力仪表头包括第二原子气室(3b)；/n所述泵浦光路模块用于产生泵浦激光极化第一原子气室(3a)和第二原子气室(3b)中的介质；/n所述探测光路模块用于产生探测激光，所述探测激光分别经过陀螺仪表头和磁力仪表头，经过陀螺仪表头的探测激光实现转动信号探测，经过磁力仪表头的探测激光实现地磁信号探测；/n所述温度控制模块用于分别控制第一原子气室(3a)处和第二原子气室(3b)处的温度；/n所述磁场控制模...

【技术特征摘要】
1.一种用于组合导航的量子传感装置，其特征在于，包括泵浦光路模块、探测光路模块、陀螺仪表头、磁力仪表头、磁场控制模块、温度控制模块和信号分析控制模块；
所述陀螺仪表头包括第一原子气室(3a)；
所述磁力仪表头包括第二原子气室(3b)；
所述泵浦光路模块用于产生泵浦激光极化第一原子气室(3a)和第二原子气室(3b)中的介质；
所述探测光路模块用于产生探测激光，所述探测激光分别经过陀螺仪表头和磁力仪表头，经过陀螺仪表头的探测激光实现转动信号探测，经过磁力仪表头的探测激光实现地磁信号探测；
所述温度控制模块用于分别控制第一原子气室(3a)处和第二原子气室(3b)处的温度；
所述磁场控制模块用于产生陀螺仪表头和磁力仪表头的功能磁场；
所述信号分析控制模块分别连接磁场控制模块、探测光路模块以及泵浦光路模块，所述信号分析控制模块用于解算探测的转动信号和磁场信号。


2.根据权利要求1所述的用于组合导航的量子传感装置，其特征在于，所述泵浦光路模块包括泵浦激光控制器(101)、泵浦激光器(102)、第一二分之一波片(103)、第一偏振分光镜(104)、第一光功率调制元件(105)、第一反射镜(106)、扩束镜(107)、四分之一波片(108)和第二光功率调制元件(109)；
所述泵浦激光器(102)、第一二分之一波片(103)、第一偏振分光镜(104)、第一光功率调制元件(105)、第一反射镜(106)、扩束镜(107)、四分之一波片(108)、第一原子气室(3a)、第二光功率调制元件(109)和第二原子气室(3b)沿光路传播方向依次设置；
所述泵浦激光器(102)用于发射泵浦激光，所述第一偏振分光镜(104)用于将泵浦激光分为泵浦主光束(1A)和泵浦参考光束(1B)，所述第一二分之一波片(103)用于调整泵浦主光束(1A)和泵浦参考光束(1B)的光功率，所述泵浦激光控制器(101)设置在泵浦参考光束(1B)光路上并用于实现对泵浦激光频率和功率的选择及稳定，所述第一光功率调制元件(105)和第二光功率调制元件(109)用于以不同频率调制进入第一原子气室(3a)和第二原子气室(3b)的光束的光功率，所述扩束镜(107)用于扩大泵浦主光束(1A)的光斑尺寸，所述四分之一波片(108)用于调整进入第一原子气室(3a)的光束的偏振状态。


3.根据权利要求2所述的用于组合导航的量子传感装置，其特征在于，所述探测光路模块包括探测激光控制器(201)、探测激光器(202)、第二二分之一波片(203)、第二偏振分光镜(204)、第三二分之一波片(205)、第三偏振分光镜(206)、第二反射镜(207)、第三反射镜(208)、分光镜(209)、聚焦透镜(210)、第四二分之一波片(211)、沃拉斯顿棱镜(212)和平衡探测器(213)；
所述探测激光器(202)发射探测激光，第二偏振分光镜(204)用于将探测激光分为探测主光束(2A)和探测参考光束(2B)，所述第二二分之一波片(203)位于探测激光器(202)和第二偏振分光镜(204)之间，用于调整探测主光束(2A)和探测参考光束(2B)的光功率；所述探测激光控制器(201)设置在探测参考光束(2B)光路上并用于实现对探测激光频率和功率的选择及稳定；所述第三偏振分光镜(206)用于将探测主光束(2A)分为第一探测光束(2C)和第二探测光束(2D)；所述第三二分之一波片(205)位于第三偏振分光镜(206)和第二偏振分光镜(204)之间，用于调整第一探测光束(2C)和第二探测光束(2D)的光功率，所述第一探测光束(2C)用于经过陀螺仪表头中第一原子气室(3a)实现转动信号探测，所述第二探测光束(2D)用于经过磁力仪表头中第二原子气室(3b)实现地磁信号探测；所述分光镜(209)用于汇聚第一探测光束(2C)和第二探测光束(2D)，汇聚后的第一探测光束(2C)和第二探测光束(2D)依次经过聚焦透镜(210)、第四二分之一波片(211)和沃拉斯顿棱镜(212)后被平衡探测器(213)接收，所述第四二分之一波片(211)、沃拉斯顿棱镜(212)和平衡探测器(213)用于检测第一探测光束(2C)和第二探测光束(2D)偏振方向的变化。


4.根据权利要求3所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹颖，徐馥芳，罗玉昆，马明祥，汪杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11