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本文以研制基于原子芯片的导引型原子干涉陀螺仪（原子芯片陀螺仪）为出发点，从方案设计、实验进展和陀螺仪小型化三个方面展开。 首先，我们提出了原子芯片陀螺仪的总体方案。主要包括五个阶段:原子芯片表面超冷原子云的制备、装载到环形磁导引中原子云的相干分束、原子云在环形磁导引中的相干导引、原子云相干合束和旋转信息的获取。其中有两个需要解决的技术难点，一个是如何利用原子芯片产生闭合光滑的环形磁导引，另一个是如何在环形磁导引中实现原子云的相干分束和合束。我们分别提出了具体的解决方案:先后设计了三代原子芯片，包括平行引线的同心等距三环线型、阿基米德螺线型、垂直引线的同心等距三环线型原子芯片，结合时间轨道平均势方法可产生闭合光滑的环形磁导引;利用Raman-Nath驻波双脉冲衍射的方式以实现原子云相干分束和相干合束。 在提出方案的基础上，详细介绍了原子芯片陀螺仪旋转平台上主要的实验进展。我们研制了基于平行引线方式的三环线原子芯片，将其安装到单腔玻璃池内并制备完成了10-8 Pa超高真空系统。利用标准六束光磁光阱(MOT)制备冷原子，偏振梯度冷却后原子数1.2×107个，原子温度30μK左右。光抽运后将原子云装载到MOT线圈产生的宏观四极磁阱中。随即利用类Blackman型宏观四极磁阱转移方法将原子云在120ms内转移到芯片表面，转移效率高于90％，温度升高小于30μK。借助于三维吸收成像探测，调节偏置磁场将宏观四极磁阱中冷原子云与芯片Z阱(2mm尺寸)的中心位置精确对齐后，将原子云从宏观四极阱直接装载到芯片Z阱中，原子数可达3.5×106个。然后线性增加x方向偏置磁场强度，压缩芯片Z阱中的冷原子云，使其距离芯片表面180μm左右。通过改变三个方向偏置磁场，调整Z阱中冷原子云与芯片环形磁导引的相对位置，使其重合，然后打开三环线电流实现环形磁导引的装载。进一步，为了避免环形磁导引中的Majorana跃迁损失，我们在三环线上加载调制电流以产生导引中心无零点的环形磁导引，并最终实现了原子云的初步装载，原子数为1×105个。 进一步详细介绍了原子芯片陀螺仪小型化的进展。我们先后研制了四代小型化双腔超高真空系统，在最后一代系统中使用了刻蚀阿基米德螺线的原子芯片，将其外置为3D MOT真空腔的顶端面。设计和搭建了与之匹配的外围磁场系统和光学系统，并在实验上实现了2D MOT和3D MOT。初步探索了小型化系统的实验改进工作:突破了Pyrex玻璃管-Si片的阳极键合技术，搭建了集成化一分四光纤分束光路等。 最后重点介绍了原子芯片陀螺仪的环形磁导引新方案和基于透明原子芯片的系统小型化新方案。在环形磁导引新方案中，利用垂直引线三环线产生闭合环形磁导引。并利用三环线交流调制或外加旋转偏置磁场方式来移除导引中心的磁场零点。在小型化系统新方案中，在透明原子芯片表面附近产生宏观MOT;利用芯片上双Z线结构配合宏观MOT六束光形成中间磁光阱O MOT，将原子从宏观MOT转移到芯片微磁阱中;腔外配套的线圈设计为无框矩形线圈结构，系统体积小于0.3 L。 总之，本文提出了导引型原子芯片陀螺仪的总体实验方案;在实验上实现了环形磁导引的初步原子装载;成功研制了芯片外置的小型化双腔超高真空系统，并实现了2D MOT和3D MOT;另外在系统小型化上做了阳极键合、透明芯片等尝试性工作。这些工作为我们积累了大量切实的实验经验，有力地推动了导引型原子芯片陀螺仪的研究进展，有利于最终实现原子芯片陀螺仪的工程实用化。