本发明涉及一种单激光器的核磁共振陀螺仪，激光器发出的激光经过第一λ/2波片和偏振分束器后实现分束，其中一束经过第一格兰棱镜和λ/4波片转化为圆偏振光直接入射原子气室，用来泵浦极化原子；另一束经过第一反射镜反射改变传播方向后，经过声光调制器移频使得激光远失谐于原子共振线，然后经过第二格兰棱镜，使激光转化为偏振度较高的线偏振光，经过第二反射镜反射后进入原子气室，然后出射光经过第三反射镜反射后，再通过第二λ/2波片和沃拉斯顿棱镜实现分束后分别进入两个探测器实现光电转换，电信号经过信号处理电路后得到陀螺转动信号。本发明采用一个激光器同时产生泵浦光和探测光，节省了一个激光器，简化了结构，便于系统小型化和集成化。