基于离子阱芯片的陀螺仪及其转动测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于离子阱芯片的陀螺仪及其转动测量方法，该陀螺仪包括真空腔体，其设置有若干观察窗，以用于输入激光以及荧光信号探测；离子泵，其和真空腔体相连接，以维持真空腔体内的真空度；钙炉，其用于喷射出钙原子微型表面电极离子阱，其位于所述真空腔体内，用于产生三维囚禁势阱，将原子炉喷射出的钙原子，通过光电离方式产生

【技术实现步骤摘要】
基于离子阱芯片的陀螺仪及其转动测量方法


[0001]本专利技术涉及及陀螺仪
，具体涉及一种基于离子阱芯片的陀螺仪及其转动测量方法。

技术介绍

[0002]陀螺仪是一种测量或保持方向和角速度的装置，旋转角度或角速率的测量可随时间积分，以确定陀螺仪转动角度方向的变化，有诸如惯性导航、惯性测量单元、平台稳定、地面车辆姿态控制系统、钻探测量、船舶、航空航天等应用。目前，用于高精度惯性导航的陀螺仪主要是光学陀螺仪和原子陀螺仪，其原理是利用干涉环路中由转动引起的萨格纳克(Sagnac)效应所造成干涉条纹的相位移动来测量转动速度：
[0003][0004]其中，A为干涉环路包围的面积，Ω为转动的角速度，E为粒子的能量。
[0005]光学陀螺仪易于实现小型化和实用化，它的不足和缺点主要是测量灵敏度不高；而原子的能量比光子大，在相同干涉环路面积下，原子陀螺仪的相位要远大于光学陀螺仪，因此原子陀螺仪的分辨率和灵敏度相对更高。目前，在国际上实现的此类原子陀螺仪主要有两种
‑
一热原子束陀螺仪和冷原子陀螺仪，其测量精度比其它类型陀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，包括：真空腔体，其设置有若干观察窗，以用于输入激光以及荧光信号探测；离子泵，其和真空腔体相连接，以维持真空腔体内的真空度；钙炉，其用于喷射出钙原子；微型表面电极离子阱，其位于所述真空腔体内，用于产生三维囚禁势阱，将原子炉喷射出的钙原子，通过光电离方式产生
40
Ca
+
离子装载到该囚禁势阱中。2.如权利要求1所述的基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，所述微型表面电极离子阱包括一中心直流电极、一环形射频电极以及若干对直流控制电极。3.如权利要求2所述的基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，所述直流控制电极设置有七对，包括两对帽极和一对中心补偿电极。4.如权利要求2或3所述的基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，所述真空腔体设置有一电极引线法兰；所述微型表面电极离子阱安装在一管座上，微型表面电极离子阱的电极与管座的电极相连接，管座的引脚插在PCB插槽上，该PCB插槽固定在固定板上，在固定板边缘固定钙炉，固定板固定在电极引线法兰上，PCB插槽与电极引线法兰上的电极相连接。5.如权利要求4所述的基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，所述真空腔体设置有电压源连接法兰，用于与外部射频电压源连接。6.如权利要求1所述的基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，所述真空腔体设置有六个CF35石英观察窗、一CF100石英观察窗；所述CF100石英观察窗6用于荧光信号探测，一CF35石英观察窗用于729nm激光输入，一CF35石英观察窗用于输入激光冷却所需的圆偏振397nm激光，一CF35石英观察窗用于输入866nm激光以及激光冷却所需的线偏振397nm激光。7.如权利要求4所述的基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，所述管座为陶瓷管座，微型表面电极离子阱通过真空胶粘个陶瓷管座上。8.如权利要求1所述的基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，所述离子泵维持真空腔体内的真空度在10
‑9Pa。9.如权利要求1所述的基于离子阱芯片的陀螺仪，其特征在于，所述固定板通过固定杆固定在电极引线法兰上。10.一种测量转动的激光脉冲的方法，基于权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴双晴，陈亮，魏雅琪，刘志超，李冀，冯芒，
申请(专利权)人：广州中国科学院工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：