指日,暨南大学物理与光电工程学院(理工学院)琢磨员丁伟/汪滢莹团队与中邦船舶集团第七〇七琢磨所琢磨员赵小明/罗巍/李茂春团队伸开深度协作,正在高精度空芯光纤陀螺范畴博得宏大起色。合系成效宣告于《自然-通信》(
“咱们得胜研制出环球首个导航级精度空芯光纤陀螺,其零偏不太平性到达0.0017°/h,较现有记实低重了近30倍,样机连绵太平运转超185小时。”论文联合通信作家丁伟对《中邦科学报》吐露,该里程碑式成效象征着我邦正在空芯光纤陀螺本领范畴告竣了从外面革新到工程操纵琢磨的完美越过,为环球惯性导航本领开展镌当前显明的中邦印记。
惯性导航本领通过应用惯性传感器(加快率计与陀螺仪)来衡量运动体的加快率与角速率,进而可算计出地位、速率和形状等形态新闻。该本领不依赖于卫星等外部参考信号,被誉为军民范畴的“工业明珠”本领。角速率传感器是总共惯性导航编制的枢纽部件。
与其他陀螺仪比拟,光纤陀螺仪依靠全固态、启动速、不受加快率影响、动态鸿沟大、布局紧凑、输出数字化等上风,是最具市集操纵前景的角速率传感器,可能知足从消费级、兵法级、导航级到战术级的全精度需求。此中,干预型光纤陀螺仪是目前最得胜的商用光纤传感器,估计到2033年环球市集界限将冲破36亿美元。然而受制于较高的本领门槛,该市集重要由美邦、法邦、中邦、以色列、日本和德邦等少数邦度主导。
虽然干预型光纤陀螺仪本领已博得明显进取,但古板实芯光纤因为质料(二氧化硅玻璃)对温度、磁场、强光和辐射等境遇要素的敏锐性,编制需依赖繁杂的防护与积累机制,导致本钱高、能耗大。于是,自1970年代以还,琢磨者们一直寻求境遇适当性更强的替换本领,重要造成了谐振式光纤陀螺与空芯光纤陀螺两条途径。然而,这两种计划均面对宏大工程本领寻事,尚未从基本上处分干预型光纤陀螺仪自1970年代以还面对的题目。
自2006年空芯光纤陀螺观点提出以还(仅比空芯光纤通讯晚一年),该范畴渐渐成为琢磨热门。虽然气氛纤芯具有优异的境遇适当性,但早期空芯光纤存正在的形式杂散、背向散射和偏振串扰等本领瓶颈,长限日制了其高精度衡量功能的告竣。值得贯注的是,空芯光纤通讯本领已告竣界限化操纵,而空芯光纤陀螺的适用化历程仍显滞后。
琢磨团队正在我邦空芯光纤通讯开展进程中做出过众项枢纽功勋,睹证了空芯光纤通讯本领从试验室走向操纵的完美进程。团队成员灵敏地认识到,空芯光纤陀螺仪正处于从本领验证迈向现实操纵的枢纽阶段。此次琢磨通过一系列革新,告竣了两大本领越过:一是,精度冲破:初次将空芯光纤陀螺仪擢升至导航级精度(0.001°/h量级);二是,境遇太平性:温度灵巧度较实芯光纤陀螺仪低重了一个数目级。这些冲破为新一代高精度惯性导航编制的开展奠定了坚实的本领底子。
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