微型光學陀螺傳感器,是一種以薩格納克效應為工作原理且體積微小的方向感測裝置。
陀螺儀傳感器,基于自由空間移動和手勢定位的控制系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)軸方向不會改變,可以感測和維持方向,在智能手機、可穿戴設備、汽車、無人機等移動設備中應用廣泛,主要目的是為了實現(xiàn)在三維空間中的導航和定位。現(xiàn)階段,MEMS陀螺儀傳感器最為常見,具有微型化優(yōu)點,但其靈敏度有限,因此光學陀螺傳感器受到關注。
光學陀螺傳感器基于薩格納克效應,通過測量光程差來計算旋轉(zhuǎn)角速度,具有靈敏度高、感測精度高優(yōu)點。但高性能光學陀螺傳感器體積大,無法應用在小型、微型移動設備中。若縮小光學陀螺傳感器體積,其檢測精度會下降。為同時滿足高精度、微型化需求,微型光學陀螺傳感器研制熱度高。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2030年中國微型光學陀螺傳感器行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展前景預測報告》顯示,導航、定位技術在多種移動設備中不可或缺,隨著下游產(chǎn)品功能、性能不斷提升,高性能、小尺寸、重量輕、功耗低的微型光學陀螺傳感器需求日益增長。光電子集成技術是實現(xiàn)微型光學陀螺傳感器的重要解決方案之一,硅光技術是其中重要技術路線之一,硅基光電子平臺能夠在芯片尺度實現(xiàn)復雜光學功能,此外還有多芯光纖技術路線,在一根光纖中集成多個光波導。
為滿足無人機、智能汽車等行業(yè)發(fā)展需求,2024年8月,我國發(fā)布的國家重點研發(fā)計劃“智能傳感器”重點專項2024年度項目申報指南建議中,提出針對現(xiàn)有高性能陀螺傳感器高精度與高穩(wěn)定無法兼?zhèn)涞膯栴},研究基于硅光技術的高精度、高魯棒角速度測量方法,研制高精度、高穩(wěn)定的微型光學陀螺傳感器。
新思界
行業(yè)分析人士表示,微型光學陀螺傳感器研究成果正在增多。從海外來看,2018年,美國加州理工學院團隊開發(fā)出一種新型光學陀螺儀,尺寸僅有當時最先進光學陀螺儀的五百分之一,能夠檢測小于這些系統(tǒng)30倍的相位移動,可以集成到小于米粒的芯片上,相關成果發(fā)表于《Nature Photonics》。
在我國,2022年4月,東南大學公開了一項名為“一種基于多圈微納光纖三維諧振腔的微型諧振式光學陀螺”發(fā)明專利;2022年9月,中國科學技術大學公開了一項名為“一種基于瓶狀微型諧振腔的諧振式光學陀螺”的發(fā)明專利。
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