范鹏程，李铭心，卞国栋，刘禹辰，袁 珩,2，王 卓,2，杨功流

(1.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191；2.北京航空航天大学前沿科学技术研究院，北京 100191)

0 引言

惯性测量的核心目标是实现载体相对于惯性空间转动的高精度测量。高精度惯性测量不仅在传统的导航、姿态测量与控制等工程实践中有着重要应用[1-2]，在广义相对论和粒子物理等前沿科学方面也具有极大的应用前景[3-4]。基于量子效应的原子自旋惯性测量技术是惯性测量领域近年来重要的发展方向之一。目前发展的原子自旋惯性测量技术主要包括面向超高精度战略型应用的无自旋交换弛豫(Spin Exchange Relaxation Free，SERF)原子自旋陀螺仪[5-7],以及面向中高精度战术型应用的核磁共振陀螺仪(Nuclear Magnetic Resonance Gyroscope, NMRG)[8-9]，这两类陀螺仪的敏感源均为气室中的碱金属气体原子，在集成与小型化方面存在一定困难。金刚石内嵌负电荷的氮-空位(NV-)色心体系，因固体自旋密度高、基态与激发态能级结构稳定[10]、可实现可见光波段极化检测[11]、常压室温下自旋弛豫时间长(可达ms量级)[12]、可被微波与射频信号操控等特点[13]，被广泛应用于量子计算和量子传感等研究领域。基于金刚石NV-固体原子自旋惯性测量技术[14-16]，为面向微小型低成本应用量子陀螺仪的实现提供了新的可能。

金刚石NV-色心惯性测量方案于2012年首次提出，分别包括基于几何相位[14，16]和动力学相位[15]的测量方案。随后又有研究聚焦于转动产生的磁赝势导致金刚石内13C核子自旋拉莫尔进动频率改变[17]等相关内容，其中基于几何相位的惯性测量方案逐渐成为研究热点。……