加州理工大学开发出世界上最小的光学陀螺仪
陀螺仪几乎存在于任何一项当今我们所依赖的技术中,例如当今的手机普遍使用MEMS陀螺仪。但MEMS陀螺仪的灵敏度有限,相对而言,光学陀螺仪没有移动部件,通过Sagnac效应获得更高精度。
目前最小的高性能光学陀螺仪体积大于高尔夫球,不适合许多便携式设备使用。随着光学陀螺仪越来越小,捕获的信号也越来越弱,使得陀螺仪检测运动变化越来越困难。到目前为止,这已经阻碍了光学陀螺仪的小型化。
加州理工大学团队开发了一种新的光学陀螺仪,比当前最先进的设备小500倍,但可以探测到的最低相位变化量比这些系统小30倍。新陀螺仪通过使用一种称为“交互灵敏度增强”的新技术实现性能提升。“交互”意味着它以同样的方式影响陀螺仪内的两束光。由于Sagnac效应依赖于两束光在反向传播时探测它们的差异,因此它被认为是不存在交互性的。在陀螺仪内部,光束通过微型光波导传播,光学路径的缺陷可能影响光束,热波动或光散射等任何外界干扰都会同样影响两束光束。团队找到了一种方法,可以在不破坏Sagnac效应信号的情况下消除这种相互干扰。交互灵敏度增强提高了系统的信噪比,使光学陀螺仪可以集成到比米粒还小的芯片上。
参考文献“Nanophotonic optical gyroscope with reciprocal sensitivity enhancement”