● 摘要
原子陀螺仪能够获得极其高的灵敏度和理论测量精度，它有着非常广泛的应用前景。干涉式原子陀螺仪的核心是基于物质波动特性而实现的物质波干涉仪。开环原子陀螺仪测量值与原子束通量有着直接的关联，闭环原子陀螺仪的输出信号信噪比即短期稳定性也与原子束通量直接相关。因此，原子通量的精确测量不仅仅是开环原子陀螺仪提高测量精度的关键技术，而且为进一步研究导引式干涉仪传输路径原子损耗、提高检测信噪比以及干涉信号检测技术提供基础。
首先，本文根据现阶段干涉式原子陀螺仪的需求提出了冷原子束通量指标以及通量精度指标，介绍了冷原子源制备方案，研究了原子通量测试原理，给出了原子通量荧光检测方案，设计了通量测试总体方案，并对通量进行误差分析。
其次，分析了现有原子荧光收集比模型的局限性，建立新的原子荧光收集比仿真模型，根据仿真得到的数据拟合出冷原子荧光收集比关于探测器空间位置的函数，确定了在探测器可以移动的空间范围内荧光收集比最大值及对应的探测器空间位置坐标，在此基础上分析了荧光收集比最大时探测器空间位置放置不准给通量带来的误差大小。
然后，根据飞行时间法测试纵向速度原理和麦克斯韦速度分布，将对纵向平均速度的误差分析最终转化为对飞行时间的误差分析，从而提出原子通量精度对电路设计的指标要求，在此基础上设计检测电路和控制电路。
最后，搭建了冷原子束通量测试系统（包括光路和电路），在此基础 上进行了相关实验并对测得的数据进行了分析，结果表明本文设计的测试方案满足通量精度测量要求。