據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站近日報道，美國科學(xué)家研制出了迄今全球最小的光學(xué)陀螺儀，其個頭比一粒米還小，僅為目前最尖端光學(xué)陀螺儀大小的1/500，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(shè)備等明確其在三維空間中方向的設(shè)備。光學(xué)陀螺儀借助“薩格納克效應(yīng)”(Sagnac Effect)來獲得高精度。該效應(yīng)以法國物理學(xué)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(xué)陀螺儀比高爾夫球還大，不適合于許多便攜式應(yīng)用。而且，隨著光學(xué)陀螺儀越來越小，其捕獲薩格納克效應(yīng)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(xué)陀螺儀小型化之路上的“攔路虎”。

現(xiàn)在，加州理工學(xué)院電子工程和醫(yī)學(xué)工程系教授阿里·哈吉米瑞領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊，研制出了一種新的光學(xué)陀螺儀，其大小僅為目前同類最先進設(shè)備的1/500，但它們可以檢測到比這些系統(tǒng)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(shù)來改進性能。“相互”意味著對陀螺儀內(nèi)兩束光的影響一模一樣。

由于薩格納克效應(yīng)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(nèi)部，光線從微型光學(xué)波導(dǎo)(攜帶光的小導(dǎo)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(chǎn)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(yīng)的信號。

相互的靈敏度增強改善了系統(tǒng)中的信噪比，并使光學(xué)陀螺儀能集成到比一粒米還小的芯片上。

總編輯圈點

從無到有地發(fā)明一種新工具或新方法極為可貴，對已有工具或方法進行持續(xù)優(yōu)化和改進也是創(chuàng)新道路上不可或缺的一環(huán)。把某種產(chǎn)品從笨重變得更為小巧實用就是其中一種。曾經(jīng)的電腦可以占滿整個屋子，如今把它塞進手提包都綽綽有余。曾經(jīng)的手機跟磚頭一樣，如今隨時把它揣進褲兜都毫無壓力。我們所享受的這些便捷，不僅僅得益于新工具的發(fā)明者，也得感謝為了讓它們變得更好而不懈努力的人。

關(guān)鍵詞： 陀螺儀