科學家找到讓精確的光學陀螺儀變得比米粒還小的方法

消費電子產品中的電子元件通常是大型元件的小型化版本 - 例如手機相機 - 或者是適用於幫助裝置在3D空間中定位的陀螺儀。現在，科學家已經找到了一種方法來使這些陀螺儀更小。多小？嗯，實際上小於一粒米的尺寸。如果你希望你的下一部手機更容易放在口袋裡 - 或者甚至小到可以夾在你的手腕上 - 那麼這是可能有用的創新之一。

“概念驗證裝置能夠檢測相比現有技術的微型光纖陀螺儀小30倍的相移，儘管尺寸小了500倍，”加利福尼亞理工學院（Caltech）科學家工作團隊解釋說。

今天的可穿戴裝置，智慧手機和無人機使用微機電（MEMS）感測器作為陀螺儀來計算它們的旋轉方式：當你轉動時，這就是為什麼你的手機知道什麼時候從縱向切換到橫向模式。

電子陀螺儀並不總是儘可能精確，這讓光學陀螺儀的發展有了必要性，使用分裂光束來獲得空間狀態，即所謂的Sagnac效應，是更為準確的方法。雖然光學陀螺儀提高了準確度，但到目前為止它們並不比高爾夫球小。新研究主要就是為了解決尺寸問題，他們使用了一種他們稱之為“相互靈敏度增強”的技術，使光學陀螺儀的體積更小。

Sagnac效應通過檢測從單個光源分離的兩束光的非常微小的變化來起作用：這些差異可以由陀螺儀解碼以判斷旋轉和方向。研究人員通過清除這些訊號中的一些噪聲，同時保持Sagnac效應必不可少的變化來實現這一點。

減少噪音 - 或“靈敏度增強” - 意味著整個系統可以處理較弱的訊號，這意味著一切都可以縮小。這項工作成果已發表在Nature Photonics上。

與此型別的任何研究一樣，這項技術需要很長時間才能從實驗室進入當地電子商店貨架上出售的小工具，當然現在您已經知道未來會發生什麼：超小型陀螺儀比以往更精確。