科学家找到让精确的光学陀螺仪变得比米粒还小的方法

消费电子产品中的电子元件通常是大型组件的小型化版本 - 例如手机相机 - 或者是适用于帮助设备在3D空间中定位的陀螺仪。现在，科学家已经找到了一种方法来使这些陀螺仪更小。多小？嗯，实际上小于一粒米的尺寸。如果你希望你的下一部手机更容易放在口袋里 - 或者甚至小到可以夹在你的手腕上 - 那么这是可能有用的创新之一。

“概念验证设备能够检测相比现有技术的微型光纤陀螺仪小30倍的相移，尽管尺寸小了500倍，”加利福尼亚理工学院（Caltech）科学家工作团队解释说。

今天的可穿戴设备，智能手机和无人机使用微机电（MEMS）传感器作为陀螺仪来计算它们的旋转方式：当你转动时，这就是为什么你的手机知道什么时候从纵向切换到横向模式。

电子陀螺仪并不总是尽可能精确，这让光学陀螺仪的发展有了必要性，使用分裂光束来获得空间状态，即所谓的Sagnac效应，是更为准确的方法。虽然光学陀螺仪提高了准确度，但到目前为止它们并不比高尔夫球小。新研究主要就是为了解决尺寸问题，他们使用了一种他们称之为“相互灵敏度增强”的技术，使光学陀螺仪的体积更小。

Sagnac效应通过检测从单个光源分离的两束光的非常微小的变化来起作用：这些差异可以由陀螺仪解码以判断旋转和方向。研究人员通过清除这些信号中的一些噪声，同时保持Sagnac效应必不可少的变化来实现这一点。

减少噪音 - 或“灵敏度增强” - 意味着整个系统可以处理较弱的信号，这意味着一切都可以缩小。这项工作成果已发表在Nature Photonics上。

与此类型的任何研究一样，这项技术需要很长时间才能从实验室进入当地电子商店货架上出售的小工具，当然现在您已经知道未来会发生什么：超小型陀螺仪比以往更精确。

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