比米粒还小!目前全球最小光学陀螺仪问世

来源:未知 编辑:渭南科普2018-11-01 21:55
   美国科学家研制出了迄今全球最小的光学陀螺仪,其块头比一粒米还小,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
穿戴设备等了解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。萨格纳克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,不适合许多便携式应用。随着光学陀螺仪被建造得越来越小,捕获萨格纳克效应的信号也越来越弱,这使陀螺仪检测运动越来越困难,因此,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”意味着以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,光线通过微型光学波导(携带光的小导管,功能与电线相同)。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。
    相互的灵敏度增强因此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。

(责任编辑:渭南科普)