Μετά από σχεδόν μια δεκαετία στους τομείς της αδρανειακής πλοήγησης και της φωτονικής του πυριτίου,
Γυροσκόπια φωτονικού πυριτίου (SPG)ως μια από τις πιο μετασχηματιστικές τεχνολογίες στην ανίχνευση ακριβείας, η οποία συγκεντρώνει τις επιδόσεις των γυροσκόπων οπτικών ινών σε ένα μικροσκοπικό τσιπ πυριτίου,Αναδιαμορφώνει ήσυχα τα όρια του τι είναι δυνατό στον αεροδιαστημικό χώρο., την αυτόνομη οδήγηση, την εξερεύνηση των βαθέων υδάτων και άλλους τομείς.
Για χρόνια, τα παραδοσιακά FOG κυριαρχούσαν σε σενάρια εφαρμογής υψηλής ακρίβειας χάρη στο φαινόμενο Sagnac,που ανιχνεύει την περιστροφική κίνηση μετρώντας τη διαφορά φάσης μεταξύ αντιπροσωπευτικών ακτίνων φωτόςΩστόσο, έχουν ένα μοιραίο μειονέκτημα για τη μεγάλης κλίμακας διάδοση: ογκώδη σχέδια με διακριτά οπτικά στοιχεία και χειροποίητες ίνες, σε συνδυασμό με υψηλά κόστη,Να τους περιορίσουμε σε ειδικούς τομείς όπως η αεροδιαστημική και η εθνική άμυνα..
Η φωτονική του πυριτίου άλλαξε εντελώς αυτό το τοπίο.και ακόμη και ανιχνευτές σε ένα μόνο υπόστρωμα πυριτίου μειώνοντας ένα σύστημα μεγέθους επιτραπέζιου υπολογιστή στο μέγεθος ενός νυχιούΟρισμένα σχέδια μπορούν να ενσωματώσουν βασικά εξαρτήματα σε ένα τσιπ 0,2 τετραγωνικών εκατοστών, με όγκο μόλις ένα κλάσμα από αυτό των παραδοσιακών συγκροτήσεων FOG.
Αυτό που με γοητεύει περισσότερο είναι ότι αυτή η μικροποίηση δεν έρχεται με το κόστος της ακρίβειας, όταν σχεδιάζεται σωστά.Τα SPG μπορούν να ταιριάζουν με τη σταθερότητα των παραδοσιακών FOG, μειώνοντας σημαντικά το κόστος παραγωγής και το βάροςΘυμάμαι ακόμα ένα έργο του 2024 που συνεργαζόταν με μια εταιρεία ρομποτικής βαθέων υδάτων,όπου αντικαταστήσαμε το αδέξιο FOG τους με ένα πρωτότυπο SPG χτισμένο σε μια πλατφόρμα κυματοδηγού νιτρικού πυριτίου.
Το αποτέλεσμα ήταν αξιοσημείωτο: το SPG μείωσε το βάρος του συστήματος πλοήγησης κατά 70%, αντέχει στην ακραία πίεση των 6.000 μέτρων βαθιάς θάλασσας,Και διατήρησαν την γωνιακή ακρίβεια κάτω από το βαθμό που απαιτούνταν. Μια ανακάλυψη που η παραδοσιακή οπτική τεχνολογία δεν θα μπορούσε ποτέ να επιτύχει..
Το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζουμε είναι η καταστολή της απώλειας πόλωσης και της απώλειας ζεύξης: οι κυματοδείκτες πυριτίου έχουν ένα εξαιρετικά μικρό μέγεθος πεδίου λειτουργίας (περίπου 0.0 μm).5 μικρομέτρα)Χωρίς προσεκτικό σχεδιασμό που χρησιμοποιεί κομβικούς συνδετήρες ή δομές πλέγματος, θα εμφανιστεί ένα "φαινόμενο λυχνίας", προκαλώντας απώλεια φωτός.
Η ευαισθησία θερμοκρασίας είναι ένα άλλο δύσκολο ζήτημα. Το πυρίτιο έχει ισχυρή θερμο-οπτική επίδραση και μικρές διακυμάνσεις θερμοκρασίας μπορούν να στρεβλώσουν τα αποτελέσματα της μέτρησης φάσης.που απαιτούν ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας ή προηγμένους αλγόριθμους για αντιστάθμιση σε πραγματικό χρόνο.
Παρ' όλα αυτά, έχουμε σημειώσει σημαντική πρόοδο στην τεχνολογία ετερογενούς ολοκλήρωσης, η οποία συνδέει το νιοβατικό λίθιο ή το φωσφορικό ίνδιο σε υπόστρωμα πυριτίου για τη βελτίωση της απόδοσης του διαμορφωτή.ενώ υιοθετεί τη μονολιθική διαδικασία ολοκλήρωσης "πυριτίου σε μονωτήρα (SOI) + νιτρικού πυριτίου" για τον συνδυασμό παθητικών συσκευών χαμηλής απώλειας με ενεργές συσκευές υψηλών επιδόσεων.
Οι εγχώριες επιχειρήσεις παρουσιάζουν επίσης ισχυρή δυναμική.Κινέζοι κατασκευαστές όπως το CETC 14th Research Institute και η Chongqing Zixingzhe Technology επεκτείνουν την παραγωγική ικανότητα των τσιπ SPG μέσω διαδικασιών φωτονικής πυριτίου 180nm και 130nm, μειώνοντας σταδιακά το χάσμα με τους παγκόσμιους ηγέτες και επιβεβαιώνοντας ότι η μεγάλης κλίμακας μαζική παραγωγή είναι εφικτή.
Εν μέσω της βιομηχανικής έκρηξης, ένα βασικό σημείο συχνά παραβλέπεται: τα SPG δεν είναι μόνο καλύτερα απόδοση FOGs, αλλά μια πλατφόρμα καινοτομίας.Ενσωμάτωση τριών γυροσκόπων σε ένα μόνο τσιπ για την επίτευξη πλήρους 3D ανίχνευσης κίνησης, και συνδυάζοντάς τα με εργαλεία βαθμονόμησης που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη για την καταστολή του θορύβου και της παρασυρσης σε πραγματικό χρόνο.
Για την αυτόνομη οδήγηση, αυτό σημαίνει ότι τα συστήματα πλοήγησης μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα από το GPS, διατηρώντας ακριβή θέση ακόμη και σε σενάρια όπως σήραγγες ή αστικά φαράγγια.μπορεί να παρέχει ελαφρύτερο, πιο αξιόπιστες λύσεις ελέγχου στάσης για δορυφόρους και drones.
Στο τέλος της ημέρας, τα SPG συνδυάζουν δύο μεγάλα πλεονεκτήματα: την υψηλή ακρίβεια των οπτικών γυροσκόπων και την επεκτασιμότητα της κατασκευής ημιαγωγών.Οι ομάδες που θα ξεχωρίσουν σε αυτό το πεδίο στο μέλλον πρέπει όχι μόνο να κατανοήσουν τις φυσικές αρχές του αποτελέσματος Sagnac αλλά και να κατανοήσουν την τέχνη της μετατροπής σχεδίων σε εργαστηριακή κλίμακα σε ισχυράΜε την ανακάλυψη των εναπομείναντων τεχνικών μεικτών ογκών,Πιστεύω ακράδαντα ότι τα SPG θα γίνουν η αόρατη ραχοκοκαλιά όλων των συστημάτων πλοήγησης που επιδιώκουν την απόλυτη ακρίβεια..
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!
