หลังจากเกือบทศวรรษในสาขาของการนําทางแบบอินเนอร์เซียลและฟอทอนิกซิลิคอน
เครื่องยารอฟโตนิกซิลิคอน (SPG)เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงมากที่สุดในด้านการตรวจจับความแม่นยํา ผสมประสิทธิภาพของไฟเบอร์ออปติกไจโร (FOG) ลงในชิปซิลิคอนขนาดเล็กมันกําลังปรับเปลี่ยนขอบเขตของสิ่งที่เป็นไปได้ในวงการอากาศ, การขับขี่แบบอิสระ, การสํารวจในทะเลลึก และสาขาอื่น ๆ
ตลอดหลายปี FOG แบบดั้งเดิมได้มีอํานาจเหนือฉากการใช้งานความแม่นยําสูงที่ตรวจจับการเคลื่อนไหวหมุนโดยวัดความแตกต่างของระยะระหว่างรังสว่างที่ต่อต้านการกระจายแสงอย่างไรก็ตาม มันมีข้อผิดพลาดที่น่าเสียดายสําหรับการกระจายในขนาดใหญ่: การออกแบบขนาดใหญ่ที่มีส่วนประกอบทางออปติกที่แยกแยกและเส้นใยที่ผสมด้วยมือจํากัดพวกเขาให้อยู่ในสาขาที่เหมาะสม เช่น การบินและอวกาศ และการป้องกันชาติ.
ซิลิคอนโฟทอนิกส์ได้เปลี่ยนภาพลักษณะนี้โดยสิ้นเชิง โดยใช้กระบวนการผลิต CMOSและแม้กระทั่งตัวตรวจจับบนพื้นฐานซิลิคอนเดียว กลบระบบขนาดโต๊ะทํางานลงขนาดเล็บการออกแบบบางแบบสามารถบูรณาการองค์ประกอบหลักบนชิป 0.2 ตารางเซนติเมตร, ด้วยปริมาตรเพียงส่วนเล็กของประกอบการ FOG แบบดั้งเดิม.
สิ่งที่ทําให้ผมหลงใหลมากที่สุด คือการลดขนาดนี้ไม่ได้เกิดขึ้นด้วยค่าของความแม่นยําSPG สามารถเทียบกับความมั่นคงของ FOG แบบดั้งเดิมในขณะที่ลดต้นทุนการผลิตและน้ําหนักอย่างมากผมยังจําโปรเจคปี 2024 ที่ร่วมมือกับบริษัทหุ่นยนต์ทะเลลึกที่เราเปลี่ยน FOG ของพวกเขาด้วย SPG แบบต้นแบบ ที่สร้างขึ้นบนแพลตฟอร์มนําคลื่นซิลิคอนไนไตรด์.
ผลลัพธ์น่าทึ่ง: SPG ลดน้ําหนักของระบบการนําทางลงถึง 70% ทนกับแรงกดดันสูงสุดของทะเลลึก 6,000 เมตรและยังคงความแม่นยํามุมในระดับต่ํากว่าที่พวกเขาต้องการ.
แน่นอนว่า SPG ไม่ไร้ความท้าทาย ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดที่เราเผชิญคือการยับยั้งการสูญเสียการขั้วโลก และการสูญเสียการเชื่อมโยง5 ไมโครเมตร)โดยไม่ใช้การออกแบบอย่างรอบคอบ โดยใช้คอปเลอร์แบบกระชับหรือโครงสร้างเครือข่าย จะเกิด "ผลลัพธ์กระจก" ส่งผลให้มีการสูญเสียแสง
ความรู้สึกต่ออุณหภูมิเป็นประเด็นที่ซับซ้อนอีกอย่าง ซิลิคอนมีผลที่แข็งแกร่งในทางแสงร้อน และอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็ก ๆ สามารถบิดเบือนผลการวัดระยะที่ต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยําหรืออัลการิทึมที่พัฒนาเพื่อการชําระค่าตอบแทนในเวลาจริง.
อย่างไรก็ตาม เราได้ทําความก้าวหน้าอย่างสําคัญในเทคโนโลยีการบูรณาการแบบไม่เหมือนกัน ผูกพันธะของลิเดียมไนโอเบทหรืออินเดียมฟอสฟิดกับซิลิคอน สับสราต เพื่อปรับปรุงผลงานของโมดูเลอเตอร์โดยใช้กระบวนการบูรณาการแบบโมโนลิต "ซิลิคอนบนไอโซเลเตอร์ (SOI) + ซิลิคอนไนไตรได" เพื่อรวมอุปกรณ์ที่เสียน้อยกับอุปกรณ์ที่ทํางานได้สูง.
ธุรกิจในประเทศยังแสดงแรงกระตุ้นอย่างแข็งแรงผู้ผลิตชาวจีน เช่น CETC 14th Research Institute และ Chongqing Zixingzhe Technology กําลังขยายศักยภาพการผลิตชิป SPG ผ่านกระบวนการโฟโทนิกซิลิคอน 180nm และ 130nm, การลดช่องว่างกับผู้นําโลกอย่างช้าช้า และยืนยันว่าการผลิตขนาดใหญ่
ในช่วงการเจริญเติบโตของอุตสาหกรรม เรามักจะมองข้ามจุดสําคัญหนึ่งว่า SPG ไม่เพียงแต่เป็น FOG ที่มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า แต่เป็นแพลตฟอร์มการนวัตกรรมการบูรณาการ 3 จิโรในชิปเดียว เพื่อให้เกิดการตรวจจับการเคลื่อนไหวแบบ 3 มิติเต็มและจับคู่มันกับเครื่องมือการปรับขนาดที่ขับเคลื่อนโดย AI เพื่อยับยั้งเสียงดังและการเคลื่อนไหวในเวลาจริง
สําหรับการขับขี่แบบอิสระ นั่นหมายความว่า ระบบนําทางสามารถทํางานได้ โดยอิสระจาก GPS โดยรักษาตําแหน่งที่แม่นยํา แม้กระทั่งในกรณีเช่นอุโมงค์หรือหุบเขาในเมืองมันสามารถให้เครื่องจุดไฟเบาขึ้น, การแก้ไขการควบคุมอารมณ์ที่น่าเชื่อถือมากขึ้นสําหรับดาวเทียมและ Drones.
ในที่สุด SPG มีข้อดีสําคัญสองอย่างรวมกัน คือ ความแม่นยําสูงของเครื่องยิโรออปติก และความสามารถในการปรับขนาดในการผลิตครึ่งประสาททีมงานที่โดดเด่นในด้านนี้ในอนาคต ไม่เพียงแต่ต้องเรียนรู้หลักการทางฟิสิกส์ของผล Sagnac, ชิปที่สามารถควบคุมต้นทุน ที่สามารถปรับตัวไปกับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนในโลกจริงผมเชื่อมั่นว่า SPG จะกลายเป็นกระดูกสันหลังที่มองไม่เห็น ของระบบการนําทางทั้งหมด.
ข้อความของคุณจะต้องอยู่ระหว่าง 20-3,000 ตัวอักษร!
