Оптичний гіроскоп, що використовує світло, що обертається. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Оптичний гіроскоп, що використовує світло, що обертається

04.11.2018

Гіроскопи – це пристрої, за допомогою яких безпілотні автомобілі, літальні апарати та портативні електронні пристрої визначають свою орієнтацію у тривимірному просторі.

Перші з гіроскопів мали в основі своєї конструкції масивні диски, що обертаються навколо своєї осі з високою швидкістю, але якщо відкрити будь-який сучасний мобільний телефон, можна побачити, що розміри гіроскопів скоротилися до розмірів крихітного чіпа. Це стало можливим за рахунок використання мікроелектромеханічного датчика (microelectromechanical sensor, MEMS), який вимірює сили, що діють на два ідентичні за масою об'єкти, що рухаються у протилежних напрямках. Однак, MEMS-гіроскопи в силу своєї частково механічної природи мають ряд обмежень, у тому числі і за чутливістю, тому вчені розробили оптичні варіанти гіроскопів, що виконують ту саму функцію, що й MEMS-гіроскопи.

Оптичні гіроскопи, що не мають механічних частин, що рухаються, за рахунок високої чутливості забезпечують велику точність вимірювань положення в просторі за допомогою ефекту Саньяка (Sagnac effect), який отримав свою назву на честь французького фізика Джорджеса Саньяка (Georges Sagnac). Цей ефект має безпосереднє відношення до Загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна, і для відтворення промінь світла розщеплюється на два промені, що рухаються в протилежних напрямках по замкненому круговому світловоду.

Зміна положення датчика, точніше поворот навколо осі руху променів світла, змушує один промінь пройти перед чутливим елементом з невеликим випередженням щодо іншого. Використовуючи три кільцеві світловоди, осі яких збігаються з осями тривимірного простору, можна обчислити поточну просторову орієнтацію всього датчика.

Найбільш високоточні оптичні гіроскопи, які були створені до останнього часу, мали розмір, який можна порівняти з розміром м'яча для гольфу, що унеможливлювало їх використання в портативних електронних пристроях. Але нещодавно групі інженерів і вчених із Каліфорнійського технологічного інституту вдалося успішно вирішити проблему, яка тривалий час була перешкодою мініатюризації оптичних гіроскопів. Результатом їх роботи став оптичний гіроскоп, розмір якого в 500 разів менший за розміри подібних гіроскопів попереднього покоління, а чутливі елементи нового пристрою можуть зареєструвати в 30 разів менше значення зміни фази світла, ніж старі пристрої.

Можливість такої кардинальної мініатюризації оптичного гіроскопа стала можливою за рахунок використання нової технології "взаємного підвищення чутливості".

Термін "взаємне" вказує на те, що дана технологія стосується обох променів світла, що дозволяє компенсувати шкідливий вплив теплових шумів, ефектів розсіювання світла в хвилеводах та інші втручання з навколишнього середовища. Це "взаємне підвищення чутливості" дозволило багато разів збільшити співвідношення сигнал/шум, що, у свою чергу, дозволило зменшити розміри хвилеводів і скоротити розміри оптичного гіроскопа в цілому до розмірів, порівнянних з розміром рисового зернятка.

<< Назад: Новий спосіб зв'язатися з інопланетянами 05.11.2018

>> Вперед: Виявлено теплову аномалію в океані 04.11.2018

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Випадкова новина з Архіву

Характер людини не залежить від її братів та сестер 05.09.2022

Сестра не зробить молодшого братика жіночнішим, а брат не вплине на маскулінність сестри. Такого висновку дійшли вчені зі США.

Автори дослідження зосередилися на стосунках між дітьми та їх найближчими старшими чи молодшими братами та сестрами. Було зібрано унікальний набір даних, що об'єднав 12 великих репрезентативних опитувань із 9 країн. Він охопив 85 тисяч людей.

Також дослідження оцінювало більше особистісних якостей, аніж попередні роботи з цієї теми. Нарешті, було створено індекс, що описує ступінь володіння характерно жіночим характером. Це дозволяло всебічно перевірити, чи дорослішає з сестрою до формування у братів більш-менш гендерних стереотипів особистості.

Встановлено, що стать брата чи сестри не впливає на особистість дитини. За всіма 9 особистісними рисами та сумарним індексом доведено, що у людей, які мають старших сестер, загалом демонструється ті ж риси характеру, що й у людей, які мають старших братів. Не знайдено різниці в характері між людьми з молодшими сестрами та молодшими братами.

Оскільки ця інформація оцінюється в дуже великій кількості людей, то отримані результати мають велику точність і спростовують ідею про те, що брати чи сестри змушують одна одну розвивати у собі типово жіночі чи чоловічі риси особистості у довгостроковій перспективі.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт