迄今最小光學陀螺儀沒米粒大

據美國每日科學網站近日報道，美國科學家研製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1/500，未來有望用於無人機和航天器上。

陀螺儀是幫助車輛、無人機、可穿戴裝置等明確其在三維空間中方向的裝置。光學陀螺儀藉助“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，可用於計算方向。

但目前市場上最小的高效能光學陀螺儀比高爾夫球還大，不適合於許多行動式應用。而且，隨著光學陀螺儀越來越小，其捕獲薩格納克效應的訊號也越來越弱，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，研製出了一種新的光學陀螺儀，其大小僅為目前同類最先進裝置的1/500，但它們可以檢測到比這些系統小30倍的相位移動。

新型陀螺儀採用了一種名為“相互靈敏度增強”的新技術來改進效能。“相互”意味著對陀螺儀內兩束光的影響一模一樣。

由於薩格納克效應依賴於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訊號。

相互的靈敏度增強改善了系統中的信噪比，並使光學陀螺儀能整合到比一粒米還小的晶片上。