[发明专利]一种用于组合导航的量子传感装置

权利要求书

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。