Was ist ein Siliziumfotonisches Gyroskop?

Einfach ausgedrückt, aPhotonisches Silizium-Gyroskopist ein hochpräziser Navigationssensor, der auf einem Chip auf Siliziumbasis integriert ist und dessen vollständiger Name Silicon Photonic Optical Gyroskop (SiPhOG) ist. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Drehwinkel und die Lage eines Objekts zu erkennen, genau wie das Gyroskop in unseren Mobiltelefonen, aber es verfügt über eine höhere Präzision und eine kleinere Größe und ist die Kernkomponente einer neuen Generation von Trägheitsnavigationsgeräten. Sein Funktionsprinzip ist nicht kompliziert. Wie herkömmliche faseroptische Gyroskope nutzt es den „Sagnac-Effekt“: Wenn sich ein Objekt dreht, erzeugen zwei Lichtstrahlen, die sich in entgegengesetzte Richtungen ausbreiten, einen kleinen optischen Wegunterschied. Durch die Erkennung dieser Differenz können die Rotationsgeschwindigkeit und der Rotationswinkel genau berechnet werden. Im Vergleich zu herkömmlichen faseroptischen Gyroskopen liegt der größte Vorteil von photonischen Silizium-Gyroskopen jedoch in der „Miniaturisierung“. Mithilfe der Silizium-Photonik-Technologie werden mehrere Kilometer optischer Faserspulen herkömmlicher Gyroskope in einen kleinen Siliziumchip integriert, wodurch komplexe diskrete Komponenten vollständig entfallen und Volumen und Gewicht erheblich reduziert werden. Darüber hinaus zeichnen sich photonische Siliziumgyroskope durch niedrige Kosten, hohe Zuverlässigkeit und Eignung für die Massenproduktion aus. Sie werden auf Standard-Halbleiterproduktionslinien ohne manuelle Präzisionsmontage hergestellt und sind viel günstiger als herkömmliche Halbleiterfaseroptische Gyroskope. Gleichzeitig verfügen sie über eine Festkörperstruktur ohne bewegliche Teile, sind vibrations- und stoßfest und können in rauen Umgebungen stabil arbeiten. Es bringt Präzision und Kostenleistung perfekt in Einklang und gleicht die unzureichende Präzision gewöhnlicher Modelle ausMEMS-Gyroskopeund Lösung der Probleme des großen Volumens und des hohen Preises herkömmlicher faseroptischer Gyroskope. Derzeit werden photonische Siliziumgyroskope häufig in Bereichen wie UAVs, autonomes Fahren, kommerzielle Luft- und Raumfahrt und intelligente Roboter eingesetzt. Sie sind Schlüsselkomponenten, die die Entwicklung aufstrebender Industrien wie der Tieflandwirtschaft und der künstlichen Intelligenz unterstützen, und auch eine wichtige Richtung für China, um eine unabhängige Steuerung von High-End-Sensoren zu erreichen.