Ссылка для цитирования : Завитаев А. С., Евстифеев М. И. Зависимость характеристик квантового датчика вращения от изменения параметров оптических элементов // Изв. вузов. Приборостроение. 2025. Т. 68, № 1. С. 56–66. DOI: 10.17586/0021-3454-2025-68-1-56-66.

Аннотация. Рассмотрено влияние смещений элементов оптической системы квантового датчика вращения на мощность излучения, сообщаемого ансамблю атомов рабочего вещества, расположенного в газовой ячейке. На основе полученных значений проанализированы изменения точностных характеристик квантового датчика вращения. Исследованы линейные и угловые смещения элементов оптической системы прибора. Выявлены параметры ячейки, позволяющие добиться нечувствительности точностных характеристик квантового датчика вращения к линейным смещениям элементов оптической системы на величину до 0,15 мм.

Ключевые слова: квантовый датчик вращения, ядерный магнитный резонанс, оптическая система, точностные параметры

Список литературы:

1. Литманович Ю. А., Вершовский А. К., Пешехонов В. Г. Гироскоп на основе явления ядерного магнитного резонанса: прошлое, настоящее, будущее // Матер. пленарного заседания 7-й Российской мультиконф. по проблемам управления. СПб: Электроприбор, 2014. С. 35–42. 
2. Уокер Т. Дж., Ларсен М. С. ЯМР-гироскопы со спин-обменной накачкой // Гироскопия и навигация. 2018. Т. 26, № 1. С. 28–54. 
3. Ranjbaran M., Tehranchi M. M., Hamidi S. M., Khalkhali S. M. H. Relaxation time dependencies of optically detected magnetic resonance harmonics in highly sensitive Mx magnetometers // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2019. Vol. 469. P. 522–530. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.09.031. 
4. Larsen M., Bulatowicz M. Nuclear magnetic resonance gyroscope: for DARPA’s micro-technology for positioning, navigation and timing program // Proc. IEEE Intern. Frequency Control Symposium. 2012. DOI: 10.1109/ fcs.2012.6243606. 
5. Franz F. and Volk C. Spin relaxation of rubidium atoms in sudden and quasimolecular collisions with light-noble-gas atoms // Physical Review A. 1976. Vol. 5, N 14. Р. 1711. 
6. Eklund E. J. Microgyroscope based on spin-polarized nuclei: PhD thesis. University of California, Irvine, 2008. 
7. Walker T. G. and Larsen M. S. Chapter eight-spin-exchange-pumped NMR gyros // Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics. 2016. Vol. 65. Р. 373–401. 
8. Pat. US 3 778 700. Optically pumped nuclear magnetic resonance gyroscope / D. Bayley, I. Greenwood, and J. Simpson. 11 Dec. 1973. 
9. Noor R. M. and Shkel A. M. MEMS Components for NMR Atomic Sensors // Journal of Microelectromechanical Systems. 2018. Vol. 27, N 6. P. 1148–1159. DOI: 10.1109/JMEMS.2018.2874451. 
10. Безмен Г. В., Шевченко А. Н., Костин П. Н., Берзейтис А. Н., Безмен В. С., Петров В. И. Система двухчастотной генерации в схеме датчика угловой скорости // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28, № 1. C. 19–30. DOI 10.17285/0869-7035.0020. 
11. Вершовский А. К., Литманович Ю. А., Пазгалев А. С., Пешехонов В. Г. Гироскоп на ядерном магнитном резонансе: предельные характеристики // Гироскопия и навигация. 2018. Т. 26, № 1. С. 55–80. DOI 10.17285/08697035.2018.26.1.055-080. 
12. Sakamoto Y., Bidinosti C. P., Ichikawa Y. et al. Development of high-homogeneity magnetic field coil for 129Xe EDM experiment // Hyperfine Interact. 2015. Vol. 230. Р. 141–146. https://doi.org/10.1007/s10751-014-1109-5. 
13. Сирая Т. Н. Вариация Аллана как оценка погрешности измерения // Гироскопия и навигация. 2010. № 2. С. 29–36. 
14. Шевченко А. Н., Захарова Е. А. Исследование зависимости качества резонанса от распределения цезия в ячейке квантового датчика вращения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19, № 4. С. 567–573. DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-4-567-573. 
15. Evstifeev M. I., Zavitaev A. S. Estimation of the nuclear magnetic gyroscope sensitivity to inertial influences // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2022, Vol. 1215, N 012014. P. 1–8. 
16. Zavitaev A., Evstifeev M. Investigation of Instrumental Errors of the Nuclear Magnetic Resonance Gyroscope // 2023 International Conference on Ocean Studies (ICOS). 2023. P. 29–32. 
17. Cronin A. D., Schmiedmayer J., and Pritchard D. E. Optics and interferometry with atoms and molecules // Reviews of Modern Physics. 2009. Vol. 81, N 3. Р. 1051. 
18. Pat. US 7 292 031. Micro-cell for NMR gyroscope / H. C. Abbink, E. Kanegsberg, K. D. Marino, and C. H. Volk. 6 Nov. 2007. 
19. Eklund E. J. and Shkel A. M. Glass blowing on a wafer level // IEEE Journal of Microelectromechanical Systems. 2007. Vol. 16, N 2. Р. 232–239. 
20. Eklund E. J., Shkel A. M., Knappe S., Donley E., and Kitching J. Spherical rubidium vapor cells fabricated by micro glass blowing // IEEE (MEMS’07). Conf. on Micro Electro Mechanical Systems. Kobe, Japan, 21–25 January 2007.
21. Kajiya J. T. The rendering equation // ACM SIGGRAPH computer graphics. 1986. Vol. 20. Р. 143–150.