下载文档原格式
收稿日期：２０２２－１０－０３基金项目：上海航天先进技术联合研究基金（ＵＳＣＡＳＴ２０１９ ２３）；上海交通大学“深蓝计划”基金项目（ＳＬ２０２１ＺＤ２０２）；“十三五”装备预研领域基金项目（重点）（６１４０５１７０１０３）引用格式：骆曼箬，李绍良，黄艺明，等．原子陀螺研究进展及展望［Ｊ］．测控技术，２０２３，４２（１０）：１－１０．ＬＵＯＭＲ，ＬＩＳＬ，ＨＵＡＮＧＹＭ，ｅｔａｌ．ＲｅｖｉｅｗａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｏｆＡｔｏｍｉｃＧｙｒｏｓｃｏｐｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈ ｎｏｌｏｇｙ，２０２３，４２（１０）：１－１０．原子陀螺研究进展及展望骆曼箬１，李绍良２，黄艺明１，张 弛１，吴招才３，刘 华１（１．上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 ２００２４０；２．上海航天控制技术研究所，上海 ２０１１０９；３．自然资源部第二海洋研究所，浙江杭州 ３１００１２）摘要：原子陀螺是基于量子物理原理和量子技术的新型高性能惯性传感器，在国防、军用以及民用等领域均具有广阔的应用前景，已成为国内外惯性技术领域的研究热点。
目前原子陀螺主要分为核磁共振陀螺、无自旋交换弛豫陀螺和原子干涉陀螺，分别对它们的研究历程和现状进行了详细介绍，并对原子陀螺的未来发展趋势方向进行了展望，最后针对国内原子陀螺技术研究提出了一些思考。
关键词：原子陀螺；惯性导航；组合陀螺系统；芯片级陀螺中图分类号：Ｖ２４１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－８８２９（２０２３）１０－０００１－１０ｄｏｉ：１０．１９７０８／ｊ．ｃｋｊｓ．２０２３．０１．２１０ＲｅｖｉｅｗａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｏｆＡｔｏｍｉｃＧｙｒｏｓｃｏｐｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＬＵＯＭａｎｒｕｏ１牞ＬＩＳｈａｏｌｉａｎｇ２牞ＨＵＡＮＧＹｉｍｉｎｇ１牞ＺＨＡＮＧＣｈｉ１牞ＷＵＺｈａｏｃａｉ３牞ＬＩＵＨｕａ１牗１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ牞ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ牞Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０牞Ｃｈｉｎａ牷２．ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ牞Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１１０９牞Ｃｈｉｎａ牷３．ＳｅｃｏｎｄＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ牞ＭＮＲ牞Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１２牞Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ａｔｏｍｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅｉｓａｎｅｗｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｅｒｔｉａｌｓｅｎｓｏｒｗｈｉｃｈｉｓｎｅｗｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｑｕａｎｔｕｍｐｈｙｓｉｃｓｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｑｕａｎｔｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔｈａｓｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎｎａｔｉｏｎａｌｄｅｆｅｎｓｅ牞ｍｉｌｉｔａｒｙａｎｄｃｉｖｉｌｆｉｅｌｄｓ牞ａｎｄｈａｓｂｅｃｏｍｅａｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｉｎｅｒｔｉａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａ ｂｒｏａｄ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ牞ａｔｏｍｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓａｒｅｍａｉｎｌｙｄｅｖｉｄｅｄｉｎｔｏｎｕｃｌｅａｒｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｇｙｒｏｓｃｏｐｅ牞ｓｐｉｎｅｘ ｃｈａｎｇｅｒｅｌａｘａｔｉｏｎｆｒｅｅｇｙｒｏｓｃｏｐｅａｎｄａｔｏｍ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｇｙｒｏｓｃｏｐｅ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ牞ａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆａｔｏｍｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓｉｓｐｒｏｓｐｅｃ ｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ牞ｓｏｍｅｔｈｏｕｇｈｔｓｏｎｄｏｍｅｓｔｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｏｆａｔｏｍｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ａｔｏｍｉｃｇｙｒｏｓｃｏｐｅ牷ｉｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎ牷ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓｙｓｔｅｍ牷ｃｈｉｐ ｓｃａｌｅｇｙｒｏｓｃｏｐｅ 陀螺仪是惯性导航系统中的核心器件，用于测量载体运动的角加速度。
冷原子干涉陀螺仪在惯性导航领域的研究现状及展望摘要：冷原子干涉陀螺仪作为以光学技术为基础的创新技术，在现代惯性导航领域具有良好的发展潜力。
为此，必须充分掌握冷原子干涉陀螺仪的结构原理和应用特点，对比不同干涉结构类型，研究冷原子干涉陀螺仪在惯性导航领域在的研究与发展方向，推动冷原子干涉陀螺仪的全面发展。
关键词：冷原子干涉陀螺仪；惯性导航；应用展望0引言惯性导航是新时期的自主式导航系统，其中通过冷原子干涉陀螺仪的应用，能够提高测量精度和灵敏度，为此，人们必须重视对冷原子干涉陀螺仪原理与结构的细化研究，为惯性导航领域的发展提供良好的支持，满足我国惯性导航新时代的发展潜力。
1冷原子干涉陀螺仪工作原理与应用特点1.1冷原子干涉陀螺仪系统结构全新原子内态干涉仪器是以光脉冲跃迁为基础，与传统的原子干涉仪器相比具有强大的性能优越性。
这种新型原子内态干涉仪利用物质波束来改变原子内态结构，其中的分束元件选用激光束。
原子在发射或吸收光子时，也转变成了能态，由于获取光子动量与反冲，达到运行轨迹改变效果。
因此，内态干涉仪的结构是通过内态或外态变化结合而成。
冷原子干涉陀螺仪的系统功能丰富，其中涉及多个模块，包括激光系统、机械系统、真空系统以及电路系统，其中激光系统内包括探测光、拉曼光以及冷却光等；机械系统包含磁屏蔽层、干涉腔以及磁光阱。
真空系统的功能是为干涉环节提供良好的真空环境；电路系统具备信号处理以及时序控制功能。
机械系统内部的磁光阱利用泵浦光与冷却光，对原子进行有效制备，并将其成精细化能级｜a〉态，通过高效推射将磁光推送到真空腔内，不同脉宽拉曼脉冲导致反射与合束，达到干涉效果。
在冷原子干涉陀螺仪的运用中，通过探测效果实现信号干涉，并且在信号处理中准确获取被测惯量。
1.2冷原子干涉陀螺仪测量原理冷原子干涉陀螺仪受到加速度（a）和旋转角速度（Ω）的影响，会出现冷原子跃迁现有，由原来的｜a〉态跃迁到｜b〉态，整个概率计算如（1）式：（1）如上式冷原子跃迁概率的计算分析，表示受到Ω影响后所产生的相移；表示a影响所产生的相位；受到拉曼脉冲相位影响。
新一代惯性导航技术：冷原子陀螺仪
李润兵;王谨;詹明生
【期刊名称】《全球定位系统》
【年(卷),期】2010(35)4
【摘要】本文介绍了冷原子陀螺仪的实验研究进展,通过直接数字频率综合电路精确控制冷原子的运动轨迹,形成双向对抛的冷原子束,利用拉曼激光脉冲相干操作双向对抛的冷原子,实现了双环路冷原子干涉条纹,该构型将消除拉曼激光相位等不确定因素引起的共模噪声,同时消除重力加速度等初始相位对绝对转动速率测量的影响,以提高冷原子陀螺仪的灵敏度和测量精度,冷原子陀螺仪将在新一代惯性导航技术中开辟全新的技术途径.
【总页数】5页(P1-5)
【作者】李润兵;王谨;詹明生
【作者单位】中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室,湖北,武汉,430071;中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室,湖北,武汉,430071;中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室,湖北,武汉,430071
【正文语种】中文
【中图分类】TN96
【相关文献】
1.冷原子干涉陀螺仪在惯性导航领域的研究现状及展望 [J], 邹鹏飞;颜树华;林存宝;王国超;魏春华
2.新一代惯性导航技术——量子导航 [J], 邹宏新
3.SENSORDYNAMICS新一代微机电陀螺仪和惯性组合传感器 [J], Michael Kandler
4.三脉冲冷原子陀螺仪中基于内态演化的拉曼光光强补偿算法 [J], 黄晨;乐旭广;程俊;姚辉彬;毛海岑
5.新一代惯性测量仪器:拉曼型原子干涉陀螺仪 [J], 王锴;姚战伟;鲁思滨;李润兵;王谨;詹明生
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超高精度MEMS惯性导航系统研究随着科技的发展和应用的深入，惯性导航系统在多个领域得以广泛应用，如军事、民用航天、航空、海洋测绘、智能车辆等。
其中，MEMS惯性导航系统因为其小型化、集成化、低功耗、高精度等优点，成为了近年来重要的研究方向和应用领域。
一. MEMS惯性导航系统及其重要性MEMS惯性导航系统是一种利用微机电系统（MEMS）芯片实现导航、定位和姿态控制的技术，其使用惯性传感器来检测物体的运动状态，以实现导航和航迹测量。
该系统由加速度计和陀螺仪组成，具有较高的稳定性和精度，能够满足在复杂环境下的导航需求。
MEMS惯性导航系统在飞行器、导弹、舰船、无人机等多个领域得到广泛应用。
在航空领域，MEMS惯性导航系统可以降低飞行器的依赖于卫星导航系统的程度，提高飞行器的精度和可靠性。
在海洋测绘领域，MEMS惯性导航系统可以实现船舶的自主导航和定位。
在智能车辆领域，MEMS惯性导航系统可以实现车辆的姿态控制和车辆路径规划。
二. MEMS惯性导航系统的研究进展MEMS惯性导航系统的研究已经取得了不少进展，其中最主要的不仅是研究了MEMS元件的制备、设计和优化方法，而且重点是提高惯性传感器和导航算法的精度和可靠性。
（1）MEMS元件制备技术的研究MEMS惯性导航系统的核心元件是加速度计和陀螺仪，研究人员通过探索各种工艺方法，努力提高加速度计和陀螺仪的精度和空间分辨率。
一般来说，MEMS里的惯性传感器包括加速度计和角速度计。
原则上角速度计的灵敏度要高于加速度计，这样就会导致较高的姿态稳定和角度读数的理想情况。
而加速度计对加速度和位置变化的读取具备高精度的优势。
研究人员在元件制备过程中的相应技术方案上不断优化，使得MEMS惯性导航系统随着等越来越适应目前多种实际的应用基础设施和技术应用。
（2）导航算法的研究在MEMS惯性导航系统中，导航算法决定着其导航精度和可靠性的高低。
目前，导航算法主要包括基于传感器模型的动态位置估计算法、基于卡尔曼滤波（Kalman filter）的状态估计算法和基于系统辨识（system identification）的状态估计算法。
冷原子陀螺仪三维磁场系统的容差设计李攀;刘元正;王继良【摘要】磁场系统作为磁光阱的重要组成部分，在高精度冷原子陀螺仪中占有极其重要的地位。
随着陀螺体积的不断减小和集成度的不断提高，磁场系统的制造和装调误差对陀螺性能的影响不断增大。
这些误差会引起磁场零点漂移和磁场梯度变化，降低捕获效率和原子团的质量，从而影响陀螺性能。
从三维磁光阱磁场分布的理论分析出发，结合数学建模和计算机仿真，对三维磁场系统的主要制造和装调误差对磁场的影响进行了分析和比较，并基于预设阈值利用试验设计和数学回归对关键制造和装调参数设计了合理的容差限，为小型化冷原子陀螺仪三维磁场系统的设计和制造提供了理论依据。
%Magnetic system of magneto-optical trap is an important part of high-precision cold atom gyroscopes. With the continuous decreases of gyroscope volume and improvements of integration, the effects of manufacturing and assembly errors of magnetic system on gyroscope performance are increasing. These errors will cause the field’s bias drift and gradient change, reduce work efficiency and quality of cold atom clouds, and ultimately affect the gyroscope performance. Based on the analysis of field distribution of three-dimension magnetic-optical trap and combined with the mathematical modeling and computer simulation, the effects of main manufacturing and assembly errors on the magnetic fields are analyzed and compared. In view of the present thresholds, the reasonable tolerance limits of key manufacturing and assembly parameters are designed by experimental design and regression analysis. And the theoretical basis for the design andmanufacture of three-dimension magnetic system of miniaturized cold atom gyroscope is also provided.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P671-676)【关键词】冷原子陀螺仪;磁光阱;磁场系统;容差设计【作者】李攀;刘元正;王继良【作者单位】西安飞行自动控制研究所，西安710065;西安飞行自动控制研究所，西安 710065;西安飞行自动控制研究所，西安 710065【正文语种】中文【中图分类】U666.1冷原子陀螺是目前已知的理论精度最高的惯性敏感器，在同等干涉环路面积下，其精度可达激光陀螺的～1011倍[1]，纯惯性导航的理论精度达到5 m/h，可以独立完成长时间、远航程的导航任务[2]。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920627701.6(22)申请日 2019.05.05(73)专利权人 中国工程物理研究院总体工程研究所地址 621908 四川省绵阳市绵山路64号(72)发明人 舒强 朱明智 汪宝旭 吴文凯 邱勇 邓东阁 杨飞 (74)专利代理机构 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340代理人 杨春(51)Int.Cl.G01C 19/62(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利(54)实用新型名称一种零偏自校准原子陀螺仪(57)摘要本实用新型公开了一种零偏自校准原子陀螺仪，包括：至少两个传感器、信号处理与控制系统、磁场驱动器；所述传感器包括：原子气室与磁场和磁屏蔽部、泵浦光路与探测光路。
本实用新型能够实现陀螺在动态条件下连续输出，通过计算反转前后两个表头各自双同位素对应的拉莫尔频率差之差可以精确稳定主磁场，而不受碱金属磁场和电四极矩漂移对主磁场闭环控制精度的影响。
权利要求书1页 说明书6页 附图3页CN 209485369 U 2019.10.11C N 209485369U权 利 要 求 书1/1页CN 209485369 U1.一种零偏自校准原子陀螺仪，其特征在于，包括：至少两个传感器；信号处理与控制系统，用于磁场补偿计算与拉莫尔进动频率调整；所述信号处理与控制系统设置有零偏观测器，用于零偏误差计算；磁场驱动器，用于传感器磁场调节；所述传感器、信号处理与控制系统、磁场驱动器依次相连；所述传感器包括：原子气室与磁场和磁屏蔽部，用于提供工作原子与均匀稳定的磁场环境；泵浦光路，用于制备原子态；探测光路，用于探测原子拉莫尔进动。
2.根据权利要求1所述一种零偏自校准原子陀螺仪，其特征在于，所述原子气室与磁场和磁屏蔽部包括由内而外设置的原子气室、无磁加热片、线圈与磁屏蔽壳体。
新型超高精度惯性传感器-----冷原子陀螺仪摘要: 综述了目前国内外正积极研制的原子干涉仪。
它是建立在激光冷却、囚禁与操控原子理论基础上，利用原子本身作为自由下落的“测试物体”来测量仪器所受到的惯性力。
这种新型惯性敏感器能以前所未有的精度同时测量物体的旋转角速度和线性加速度，并可通过原子对抛技术实现两种量测量的区分，这已为诸多实验所验证。
报道了国内外原子干涉仪的最新研制进展。
原子干涉仪的紧凑性和长时稳定性将使其在惯性测量领域获得更广泛的工程应用。
关键词: 原子干涉仪；惯性技术；冷原子；激光冷却1.引言原子和光子、中子一样，具有波粒二像性，利用其波动性，可以实现跟光学干涉仪类似的原子干涉仪。
它是近20年发展起来的激光冷却与操控原子技术的一个重要应用[1]。
原子干涉仪能精确测量旋转角速度[2-3]和线性加速度[4-5]，从而用作原子陀螺、原子绝对重力仪和原子重力梯度仪，其短时灵敏度已超过目前的光学干涉仪，可以用作下一代高精度惯性敏感器。
在实际应用中,冷原子较热原子具有更小的速度及其速度分布,利用冷原子实现的冷原子陀螺仪在小型集成化及其惯性导航领域的应用中更具有优势, 因此, 冷原子陀螺仪的实验研究有着重要的意义。
冷原子惯性器件正在从实验室研究逐步向实用化转化，因此我国紧跟国际先进研究方向，加大了冷原子惯性传感器原理的研究力度。
2.原子干涉仪基本原理拉曼型原子干涉仪通常采用π2−π−π2构型，第一个π2拉曼脉冲和原子相互作用时原子相干分束，π 拉曼脉冲和原子相互作用时, 两个态的原子发生布居数互换的同时都获得了双光子反冲动量，原子相干反射，第二个π2拉曼脉冲和原子相互作用时原子合束发生干涉。
在原子干涉过程中，初始态的原子经过第一个拉曼脉冲实现分束时，原子有一半的几率继续呆在初态，有一半的几率发生跃迁而呆在激发态，在激发态的原子同时获得激光的相位ϕ1，形成一个相干叠加态，当原子与第二个拉曼光脉冲作用时，原子正好感受到一个 π 的跃迁,，原子布居数发生交换的同时均获得激光的相位ϕ2，当原子与第三个拉曼光脉冲作用时，初态的原子有一半的几率继续呆在初态，有一半的几率发生跃迁而呆在激发态，同样，激发态的原子有一半的几率继续呆在激发态，有一半的几率发生跃迁而呆在初态,他们均获得激光的相位ϕ3，因此，原子经过三个拉曼脉冲作用后原子内态为初态和激发态的相干叠加态，原子在初态或激发态的几率为：p=[1±cos(ϕ1−ϕ2ϕ2+ϕ3)]/2（1）从公式(1)可以看出, 拉曼光的相位参与到原子内态的布居数变化上，当扫描任意一个拉曼光相位时，可以得到原子干涉条纹。
如图 1 所示为原子干涉仪示图。
图1 原子干涉仪示意图类似于光学陀螺仪中的萨格奈克效应,在原子干涉仪环路中, 原子感受到科里奥利加速度, 旋转引起的相移和旋转速度的关系表示成：ϕΩ=2k eff(Ωυ)L2υ2(2)在这里k eff为拉曼光的有效波矢；υ为原子的速度；L为拉曼光脉冲间隔。
从式( 2)可以看出,当原子的速度相反时，旋转引起的相移也相反，因此,原子速度方向相反的双原子干涉环路陀螺仪可以消除重力加速度等因素对旋转测量的影响。
冷原子陀螺仪的原理示意图如图 2 所示，囚禁在两个磁光阱中的冷原子团以相反方向沿着相同的抛物线轨迹形成冷原子束，经过态制备后的原子在其中一个基态作为初始态，用受激拉曼激光形成π2−π−π2的拉曼脉冲形成M-Z干涉环路，通过扫描其中一个拉曼脉冲的激光相位，用激光诱导荧光测量另一个基态的布居数分布可以得到两个原子干涉条纹。
图2 冷原子陀螺仪原理示意图从式( 1)可知，对于双环路原子干涉陀螺仪，每一路原子干涉条纹信号可分别写成p1=[1−cos(ϕL+ϕR+ϕ0)]/2p2=[1−cos(ϕL−ϕR+ϕ0)]/2式中：ϕL为拉曼激光与原子相互作用相位；ϕR为旋转速率引起的相位；ϕ0为所有共模因素引起的相位，作为原子干涉初相位处理，双环路原子干涉相移差的一半即为旋转速率引起的相移，利用式(2) 可以提取旋转速率。
3.原子干涉仪性能影响因素原子干涉仪性能的进一步提高将受到两方面的限制：(1) 由于重力的影响，原子飞行的时间有限，飞行路径包含的面积较小，难以进一步提高灵敏度；(2)在原子动量起伏较大的情况下，不能将原子束等比例地分离到两个路径上，降低了干涉条纹的对比度。
因此，除了改善现有原子干涉仪的方案之外，发展全新的技术来解决以上两方面的问题是原子干涉仪未来的主要发展趋势。
这包括改善原子束源和寻找操纵原子的新方法。
在原子束源方面，采用玻色-爱因斯坦凝聚体进行原子干涉仪研究，可以比采用一般磁光阱中的冷原子具有更长的相互作用时间和更好的信噪比。
在原子操纵方面,原子微结构磁囚禁和导引可以极大地提高人们对原子的操纵能力，有利于发展小型化原子干涉仪。
4.研究进展与发展前景目前，美国斯坦福大学和耶鲁大学的冷原子惯性技术位居世界前列。
1991年斯坦福大学和耶鲁大学共同研制了第一台冷原子干涉仪，用激光冷却并囚禁原子的方法在磁光阱中积累了大量冷原子后，拉曼脉冲激发原子，原子相干地分裂、偏转，最后重新会聚原子波束而产生干涉条纹，通过路径之间相位差测定重力加速度灵敏度是3×10-6g/Hz。
1998年耶鲁大学的Kasevich小组发明了第一台原子陀螺仪，用2个在垂直方向分开约1m的冷原子源构成两个铯原子干涉仪，测出2个不同位置处的相位差。
2002年，他们又改善了冷原子源，扩大了2个原子源之间的距离，测得重力加速度灵敏度为 4×10-9g/Hz[6]。
2006年，Kasevich小组首次设计了噪声时间短并长时稳定的可用于高精度导航的冷原子干涉陀螺仪，其原理是用序列光脉冲进行原子波束相干，惯性改变原子德布罗意波长与光间的相位，提高了反向陀螺输入轴的精确性。
陀螺旋转的偏心稳定性小于 6×10-6deg/h，比例稳定性小于 5×10-6，角速度随机游走误差为3×10-6deg/h1/2。
同年法国巴黎天文台利用冷原子干涉仪研制了6轴惯性传感器，通过在抛物线轨道反向传播的原子束，利用拉曼激光激发形成3种干涉仪，正交于3轴加速度和角速度，从而实现了对转动速率和加速度的测量，转动灵敏度为 2.2×10-3rad/s，280s 后减少到 1.8×10-6rad/s。
2009年巴黎天文台从旋转信号中准确地去除了加速度计噪声，灵敏度达到 5.5×10-7rag/s Hz-1/2，为超灵敏原子陀螺的研制奠定了基础。
同年德国汉诺威大学提出了研制一种基于铷激光冷却的紧凑冷原子干涉陀螺仪的设想，该陀螺仪可提高精度的测量角速度和加速度，通过小型重力计扩展了3个独立的原子激光联合干涉仪，从而用小型几何体实现了具有3个独立原子光干扰区的扩展干涉仪，灵敏度提高了2个数量级。
2009年意大利伽利略研究所研制成功了微重力条件下的紧凑便携式冷原子陀螺仪，其重量为650kg。
5.结束语冷原子干涉量子陀螺仪作为一种全新的惯性测量传感器，由于其超高精度和超高分辨率的优异特性受到各国的重视，它可用于许多特殊要求的测量，如重力加速度和加速度的测量，高灵敏导航系统等。
还可广泛应用在航空航天，航海，地球物理和广义相对论的等效原理的验证等诸多领域，具有巨大的发展潜力。
值得我们不断地深入研究。
参考文献[1] 王育竹，徐震. 激光冷却及其在科学技术中的应用[J].物理学进展，2005，25(4)：347-358.WANG Yu-zhu，XU ser cooling and its applications in science and technology[J]. Process in Physics，2005，25(4): 347-358.[2] Gustavson T L，Bouyer P，Kasevich M A. Precision rotation measurements with anatom interferometer gyroscope[J]. Phys. Rev. Lett，1997，78(11): 2046-2049. [3] Lenef A，Hammond T D，Smith E T，et al. Rotation sensing with an atominterferometer[J]. Phys. Rev. Lett，1997，78(5): 760-763.[4] Peters A，Chung K Y，Chu S. High-precision gravity measurements using atominterferometry[J]. Metrologia，2001，38(1): 25-61.[5] McGuirk J M，Foster G T，Fixler J B，et al. Sensitive absolute gravitygradiometry using atom interferometry[J]. Phys. Rev. A，2002，65(3B): 033608/01-033608/14.[6]李润之，王谨，詹明生.冷原子干涉仪及空间应用. 物理，2008，37(9):652-657.[7]张学峰，许江宁，周红进. 原子激光陀螺[J]. 中国惯性技术学报，2006，14(5):86-88.ZHANG Xue-feng，XU Jiang-ning，ZHOU Hong-jin. Atom laser gyroscope[J].Journal of Chinese Inertial Technology，2006，14(5): 86-88.。
