訊:近日,美國科學家研制出了迄今全球最小的光學陀螺儀,其個頭比一粒米還小,僅為目前最尖端光學陀螺儀大小的1/,未來有望用于無人機和航天器上。
陀螺儀是幫助車輛、無人機、可穿戴設備等明確其在三維空間中方向的設備。光學陀螺儀借助“薩格納克效應”(sagnac effect)來獲得高精度。該效應以法國物理學家喬治斯·薩格納克的名字命名,可用于計算方向。
但目前市場上最小的高性能光學陀螺儀比高爾夫球還大,不適合于許多便攜式應用。而且,隨著光學陀螺儀越來越小,其捕獲薩格納克效應的信號也越來越弱,檢測運動變得越來越困難, 因而成為光學陀螺儀小型化之路上的“攔路虎”。
現在,加州理工學院電子工程和醫學工程系教授阿里·哈吉米瑞領導的科研團隊,研制出了一種新的光學陀螺儀,其大小僅為目前同類最先進設備的1/,但它們可以檢測到比這些系統小30倍的相位移動。
新型陀螺儀采用了一種名為“相互靈敏度增強”的新技術來改進性能。“相互”意味著對陀螺儀內兩束光的影響一模一樣。
由于薩格納克效應依賴于檢測兩束光在相反方向上行進時的差異,因此它被認為是非互易的。在新陀螺儀內部, 光線從微型光學波導(攜帶光的小導管, 功能與電線相同)中通過,光路中可能影響光束的缺陷(例如熱波動或光散射) 和任何外部干擾都將對兩束光產生相同的影響。團隊找到了一種方法來消除這種“相互”噪聲,同時保留薩格納克效應的信號。
來源:中國航空新聞網
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