開車進隧道,導航有時會(hui) 突然“迷路”,這是衛星信號被幹擾了。對於(yu) 飛機、潛艇、導彈來說,它們(men) 不能依賴衛星,而是裝了一種叫“激光陀螺”的裝置來感知方向,激光陀螺不光用於(yu) 導航,也是通信的關(guan) 鍵。
但激光陀螺存在一個(ge) 名為(wei) “閉鎖”的技術難題。這一難題會(hui) 導致高精度激光陀螺在低速狀態下失去探測能力。如今,我國科研人員找到了一種全新的解決(jue) 辦法。記者近日獲悉,陸軍(jun) 工程大學青年教員毛元昊與(yu) 國防科技大學、湖南師範大學等單位組成的聯合團隊發表了一項突破性成果,該團隊首次將“自發手性對稱破缺”物理機製引入環形激光陀螺,在沿用現有成熟製造工藝的前提下,實現了無偏置元件的自偏置技術,從(cong) 根源上破解了閉鎖效應,為(wei) 研發小型化、全固態高精度慣性傳(chuan) 感器開辟了新路徑。
長期以來,各國科研人員隻能依靠外加裝置來規避問題,如給陀螺中心裝個(ge) 小馬達,讓它不停地微微抖動。但該方案設備體(ti) 積大、能耗高,還會(hui) 產(chan) 生額外的抖動噪聲。
毛元昊介紹:“‘自發手性對稱破缺’,通俗地說,就是讓原本對稱的東(dong) 西變得不對稱,從(cong) 而獲得新的功能。”它能讓激光陀螺在幾乎不轉動的情況下,也能精準獲得信號。
更關(guan) 鍵的是,不需要任何外加的機械抖動裝置了。“這意味著未來的激光陀螺可以做得很小,小到像一枚硬幣,甚至可以集成到一塊芯片上。”毛元昊說。
該成果的發表,對我國實現高精度慣性導航技術的自主可控與(yu) 跨越式發展具有重大意義(yi) 。同時該方案有望推動高性能激光陀螺向芯片化、低成本方向跨越式發展,在自主導航、移動通信、消費電子乃至基礎物理研究等領域產(chan) 生深遠影響。以後自動駕駛汽車不會(hui) 因為(wei) 信號差而“迷路”,哪怕進了隧道,手機的導航箭頭依然能穩穩地指著方向。更小、更可靠的激光陀螺,還能助力衛星、火星車在遠離地球的地方飛得更遠、壽命更長。
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