[发明专利]抑制电子自旋极化误差的失谐检测频率优化与稳定方法

权利要求书

1.抑制电子自旋极化误差的失谐检测频率优化与稳定方法，其特征在于，通过改变检测光频率改变原子气室对抽运光的吸收量，根据抽运光透射光强快速判断检测光频率对电子自旋极化产生影响最小的点，作为最优工作点；当频率工作在该最优工作点时，检测光带来的极化率波动最小，检测光波动引起的原子自旋惯性测量或磁场测量系统输出信号变化最小，从而抑制了检测光波动引起的原子自旋惯性测量或磁场测量误差；通过调制解调方法获得抽运光透射光强相对于检测频率的一阶导数，以最优点的一阶导数作为控制目标，调整检测激光器控制器注入电流以实现检测光频率闭环，将检测光频率远失谐闭环至最优工作点。

2.根据权利要求1所述的抑制电子自旋极化误差的失谐检测频率优化与稳定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，启动原子自旋惯性测量或磁场测量系统，使原子达到极化稳定的状态，进行磁场补偿，以使原子自旋惯性测量或磁场测量系统正常工作；

步骤2，进行检测光频率扫描，监控电子自旋极化率，也即监控抽运光透射光强，寻找波长≥795nm、抽运光透射光强最低的检测频率作为工作点，该点作为降低检测频率对电子自旋极化影响的最优工作点；

步骤3，在最优工作点等待原子重新极化稳定后，进行磁场补偿，然后进入步骤4；

步骤4，在检测激光器电流控制器模块施加调制电压，调整调制幅度和频率，使其工作在不影响系统其他参数的工作模式，然后进入步骤5；

步骤5，将抽运光透射光强信号放大后接入锁相放大器，将输出的一阶导信号接入PID模块，PID模块输出的控制电压接入激光器控制器用以实时调整注入电流完成检测光频率的实时调整。

3.根据权利要求2所述的抑制电子自旋极化误差的失谐检测频率优化与稳定方法，其特征在于，所述步骤1和/或步骤3中的磁场补偿采用以下通过三维磁补偿线圈实现的磁场交叉调制补偿方法：首先使用Y方向磁补偿线圈在Y方向施加幅度A＝(a·10²)，0a≤10)的方波磁场，改变Z方向磁场，使得惯性角速率测量系统对Y方向调制磁场的稳态响应差值为0，即找到Z磁场补偿点，记录为Bzc；然后，用Z方向磁补偿线圈在Z方向施加幅度A、偏置为Bzc的方波磁场，改变Y方向磁场，使得惯性角速率测量系统对Z方向调制磁场的稳态响应差值为0，找到Y磁场补偿点；最后，用Z方向磁补偿线圈在Z方向施加幅度A、偏置为(Bzc+A)的方波磁场，改变X方向磁场，使得惯性角速率测量系统对Z方向调制磁场的稳态响应差值为0，找到X磁场补偿点。

4.根据权利要求2所述的抑制电子自旋极化误差的失谐检测频率优化与稳定方法，其特征在于，所述步骤4中包括以下调制参数确定方法：通过信号发生器向检测激光器电流控制器中输入正弦电压V＝V₀+a_Vsin(ωt)，V₀为最优工作点v₀对应的电压，电压调制幅度a_V不超过4V，4V对应注入电流为2mA，调制频率ω选择50Hz～100Hz之间的质数，t表示时间，该正弦电压注入激光器控制器后，产生的当前频率v＝v0+asin(ωt)，a表示频率震荡幅度，依次增大调制幅度和调制频率，观察稳光强系统的监控值和液晶控制电压，选择不增大二者噪声的最大值。

5.根据权利要求2所述的抑制电子自旋极化误差的失谐检测频率优化与稳定方法，其特征在于，所述步骤2包括：设定当前检测频率作工作点v₀＝c/(795nm×10^-9)，波长扫描范围为794.5nm～795.5nm，调整检测激光器控制器温度，并同时用波长计监控检测波长，以0.02nm为梯度，从794.5进行扫描，在扫描过程中，抽运光的透射光强在795nm的左右两侧存在两个最低点，采用右侧最低点作为最优工作点。

6.根据权利要求5所述的抑制电子自旋极化误差的失谐检测频率优化与稳定方法，其特征在于，所述最优工作点为795.1nm±0.1nm。