微小的MEMS陀螺仪;光子陀螺仪;核自旋陀螺。
微小的MEMS陀螺仪
CEA-Leti和米兰理工大学(POLIMI)已经开发出世界上最小的MEMS陀螺仪。
基于陀螺仪nano-resistive传感技术,使导航级性能的传感器足迹只有1.3毫米2。微型陀螺仪是针对大容量市场汽车等。技术是在一篇报道,题为“1.3毫米2Nav-Grade NEMS-Based陀螺仪,”在《微机电系统。
用圆规和其他产品,陀螺仪是一种装置,由一个旋转的轮子。它检测到对象的偏差从其所期望的方向。
今天的智能手机将加速度计和陀螺仪。“手机加速计是用来检测手机的方向,“据GSMArena.com技术网站。“陀螺仪,简称陀螺,添加了一个额外的维度的信息提供的加速度计通过跟踪旋转或扭曲。”
MEMS陀螺仪用于智能手机和其他产品。微机电系统(MEMS)是系统与移动部件。MEMS陀螺仪“监视和控制装置的位置、方向、方向角运动和旋转,“根据Leti。Nanoelectromechanical系统(NEMS)是一类MEMS在纳米尺度函数。
CEA-Leti,与POLIMI合作,展示了一个先进的ultra-miniaturized MEMS陀螺仪。这种新型陀螺仪达到“0.004°/人力资源ARW和0.02°/人力资源稳定平均几个测试样品,无与伦比的结果为1.3毫米²陀螺仪足迹,“根据本文从Leti和POLIMI。
ARW和偏见的不稳定表现突出在非静态操作。可以生产标准MEMS微型陀螺仪铸造。制造CEA-Leti硅的试点,这些陀螺仪也可以co-integrated高性能硬件加速计和气压传感器。
”这种架构使得一流MEMS陀螺仪在整体性能方面,大小和共振频率,和我们突破1.3毫米²高频设备已经在最先进的性能在噪音方面,倾向稳定、刻度范围和带宽。一些设计和技术改进现在在接受调查,”菲利普说罗伯特,MEMS在CEA-Leti业务发展经理。
“这改进的性能不能有一个高成本的设备将在大容量市场合理定价,如汽车和消费市场,”罗伯特说。”这些新陀螺仪的大小必须不超过2毫米²/轴,同时保持标准MEMS技术和使用wafer-level真空包装。”
光子陀螺仪
Anello光子学开发了所谓吗硅光子光学陀螺仪(SiPhOG)技术。
SiPhOG取代传统的光纤陀螺仪(雾),这是用于多个系统。“光纤陀螺仪检测使用萨尼亚克效应位置或方向的变化,“根据OFS Fitel。“通过这种方式,一个类似于机械陀螺光学陀螺功能。然而,光学陀螺经营利用光通过光纤线圈。”
Anello SiPhOG取代传统的离散光学组件的雾。技术结合Anello的芯片上的波导制造过程与硅光子集成芯片级陀螺仪。
它结合了高精度和减小尺寸、重量、功耗和成本。这项技术是针对汽车、卡车、建设、无人机、航空航天、国防和消费电子产品。
“我们所做的是替换所有离散光学组件(配电箱耦合器,光探测器、相移、过滤器、延时线,等等)与传统光纤陀螺仪(雾),把它变成一个微小的硅光子芯片集成。此外,Anello开发了一个ultra-low-loss-on-chip波导制造过程,允许雾中的‘纤维’直接取代平面波导,”根据Anello官员。
SiPhOG的操作原理是一样的,经典的干涉型光纤陀螺仪(雾)。用最简单的术语来描述,分阶段调制光发射到一个波导光经验相等但相反的附加相移在旋转。这个附加相移,由于旋转称为萨尼亚克效应。返回的光波导耦合成一个光电探测器,两返回光束产生干扰信号,线性与角速率成比例的,”据该公司。
塔半导体和Anello最近宣布了一项战略伙伴关系的新波导制造过程基于技术。新的低损耗氮化硅波导过程方法0.005 db /厘米传播损失在1550 nm波长小于1毫米的弯曲半径。低损耗的结合以及一个小弯曲半径使一类新的高性能设备的制造,包括长(> 10米)延迟线路和微小的芯片上的谐振器与高质量的因素(高品质因数)超过了1亿。
核自旋陀螺
加州大学的美国陆军研究实验室和其他人了金刚石核旋转的陀螺仪。
除了MEMS-based陀螺,核磁共振(NMR)陀螺仪。这些传感器使用惰性气体原子核,在蒸汽细胞。从理论上讲,核磁共振陀螺仪可能超越商业设备的性能在未来十年。
有一个相关的技术,核磁共振陀螺仪。加州大学的美国陆军研究实验室和其他证明钻石使用N核自旋核磁共振陀螺仪固有氮-空位中心(NV)。
这些所谓的核自旋比vapor-based核磁共振陀螺仪是不同的设备。核自旋陀螺仪由一个可伸缩的和小型化固态平台,“能够操作在一个广泛的环境条件,”安德烈说Jarmola,研究员和一篇论文的第一作者在科学进步,科技期刊上。别人为工作做出了贡献。
“一个有吸引力的功能是钻石传感器可以作为多传感器,配置报告磁场,温度和应变同时也作为参考频率。这个multisensing能力是重要的操作在具有挑战性的环境中,”Jarmola说。“其操作是通过直接光学偏振和读出的N核自旋和射频(RF) double-quantum脉冲协议监测N核自旋进动。这种测量技术对温度引起免疫变化N四极分裂。”
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