[发明专利]一种用于原子干涉陀螺仪的拉曼光平行度调节装置及方法

权利要求书

1.一种用于原子干涉陀螺仪的拉曼光平行度调节装置，其特征在于：包括拉曼光准直器、二分之一波片、可变光阑、偏振分光棱镜、45°反射镜、拉曼光反射棱镜、偏振片、衰减片、聚焦透镜、CCD及显示器，

所述拉曼光准直器输出经过准直扩束的线偏振的拉曼光，所述拉曼光包含波长相近的两束光，其频率差与原子干涉陀螺仪中所用碱金属原子波源的两基态能级差相等；所述拉曼光通过所述二分之一波片及所述可变光阑后入射至偏振分光棱镜，分成功率相等、偏振正交的两束光：s光及p光；其中s光由偏振分光棱镜反射后穿过原子干涉陀螺仪的真空腔，在所述拉曼光反射棱镜的相邻直角面发生两次反射，沿反方向穿过真空腔，由45°反射镜改变传输方向，进入偏振分光棱镜后被再次反射；另一束p光透射通过所述偏振分光棱镜，经由所述45°反射镜反射后穿过真空腔，由所述拉曼光反射棱镜两次反射后反方向穿过真空腔，再次进入偏振分光棱镜并透射；

s光与p光重合后一起入射所述偏振片，偏振片的光轴方向与s光与p光分别成45°夹角，因此通过偏振片的两光偏振方向一致，强度近似相等，具有固定的相位差，发生光学干涉现象；透过所述偏振片的光束经过所述衰减片，控制进入所述CCD的光功率大小；所述CCD位于所述聚焦透镜的焦平面处，与所述显示器相连；将所述可变光阑通光孔径开到最大，通过观察所述显示器上的干涉条纹，进一步调节所述45°反射镜的角度，使得干涉条纹清晰且条纹间距越大，实现真空腔中两束空间分离拉曼光有效波矢之间平行度的精细调节。

2.根据权利要求1所述的一种用于原子干涉陀螺仪的拉曼光平行度调节装置，其特征在于：所述s光及p光在真空腔中的传输方向与原子运动的正交方向有一定夹角，以将反向跃迁谱线与同向跃迁谱线分离。

3.根据权利要求1所述的一种用于原子干涉陀螺仪的拉曼光平行度调节装置，其特征在于：所述拉曼光反射棱镜的顶角为90°，其入射光与反射光互相平行。

4.根据权利要求1所述的一种用于原子干涉陀螺仪的拉曼光平行度调节装置，其特征在于：所述拉曼光准直器、二分之一波片、偏振分光棱镜及偏振片的通光面均镀有所述拉曼光波长的增透膜；所述45°反射镜及拉曼光反射棱镜的反光面均镀有所述拉曼光波长的高反膜。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述用于原子干涉陀螺仪的拉曼光平行度调节装置的调节方法，其特征在于：

1)原子干涉陀螺仪的真空腔中两束拉曼光平行度的粗略调节：

A.拉曼光准直器输出经过准直扩束的线偏振的拉曼光，拉曼光包含波长相近的两束光，其频率差与原子干涉陀螺仪中所用碱金属原子波源的两基态能级差相等；

B.拉曼光通过二分之一波片及可变光阑后入射至偏振分光棱镜，分成功率相等、偏振正交的两束光：s光及p光；

C.其中s光由偏振分光棱镜反射后穿过原子干涉陀螺仪的真空腔，在拉曼光反射棱镜的相邻直角面发生两次反射，沿反方向穿过真空腔，由所述45°反射镜改变传输方向，进入所述偏振分光棱镜后被再次反射；

D.其中p光透射通过偏振分光棱镜，经由所述45°反射镜反射后穿过真空腔，由拉曼光反射棱镜两次反射后反方向穿过真空腔，再次进入偏振分光棱镜并透射；

E.改变可变光阑的通光孔径控制拉曼光的光斑大小，通过观察s光与p光的光斑位置，调节拉曼光反射棱镜与45°反射镜的位置与角度，使s光与p光重合，完成真空腔中两束空间分离的拉曼光之间有效波矢平行度的粗略调节；

2)真空腔中两束空间分离拉曼光之间有效波矢平行度的精细调节：

A.经偏振分光棱镜后重合的s光与p光一起入射至偏振片，偏振片的光轴方向与s光与p光分别成45°夹角，因此通过所述偏振片的两光偏振方向一致，强度近似相等，具有固定的相位差，发生光学干涉现象；

B.透过所述偏振片的光束经过衰减片，控制进入CCD的光功率大小，CCD位于聚焦透镜的焦平面处，与显示器相连；

C.将可变光阑通光孔径开到最大，观察显示器上的干涉条纹，进一步调节45°反射镜的角度，使得干涉条纹清晰且条纹间距越大，此时真空腔中相向传输的s光与p光的角度偏差越小，完成真空腔中两束空间分离拉曼光有效波矢之间平行度的精细调节。