迄今最小光学陀螺仪没米粒大


迄今最小光学陀螺仪没米粒大



新光学陀螺仪比一粒米还小 。
据美国每日科学网站近日报道, 美国科学家研制出了迄今全球最小的光学陀螺仪, 其个头比一粒米还小, 仅为目前最尖端光学陀螺仪大小的1/500, 未来有望用于无人机和航天器上 。
陀螺仪是帮助车辆、无人机、可穿戴设备等明确其在三维空间中方向的设备 。 光学陀螺仪借助“萨格纳克效应”(Sagnac Effect)来获得高精度 。 该效应以法国物理学家乔治斯·萨格纳克的名字命名, 可用于计算方向 。
但目前市场上最小的高性能光学陀螺仪比高尔夫球还大, 不适合于许多便携式应用 。 而且, 随着光学陀螺仪越来越小, 其捕获萨格纳克效应的信号也越来越弱, 检测运动变得越来越困难, 因而成为光学陀螺仪小型化之路上的“拦路虎” 。
现在, 加州理工学院电子工程和医学工程系教授阿里·哈吉米瑞领导的科研团队, 研制出了一种新的光学陀螺仪, 其大小仅为目前同类最先进设备的1/500, 但它们可以检测到比这些系统小30倍的相位移动 。
新型陀螺仪采用了一种名为“相互灵敏度增强”的新技术来改进性能 。 “相互”意味着对陀螺仪内两束光的影响一模一样 。
由于萨格纳克效应依赖于检测两束光在相反方向上行进时的差异, 因此它被认为是非互易的 。 在新陀螺仪内部, 光线从微型光学波导(携带光的小导管, 功能与电线相同)中通过, 光路中可能影响光束的缺陷(例如热波动或光散射)和任何外部干扰都将对两束光产生相同的影响 。 团队找到了一种方法来消除这种“相互”噪声, 同时保留萨格纳克效应的信号 。
相互的灵敏度增强改善了系统中的信噪比, 并使光学陀螺仪能集成到比一粒米还小的芯片上 。
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