Электроника внутри потребительских гаджетов часто представляет собой миниатюрные версии более крупных компонентов, например, телефонных камер. Это относится и к гироскопам, используемым для ориентации устройства в трехмерном пространстве. Ученые нашли способ сделать эти гироскопы во много раз меньше, чем раньше – на самом деле даже меньше рисового зернышка.
Современные носимые устройства, смартфоны и дроны используют микроэлектромеханические (MEMS) датчики в качестве гироскопов, чтобы определить повороты и вращения – таким образом ваш смартфон знает, когда нужно переключиться с портретного режима отображения на ландшафтный.
Эти электронные гироскопы намного меньше первых моделей, в конструкции которых использовались вращающихся колеса, но они имеют довольно низкую точность. Это привело к разработке новых оптических гироскопов, использующих эффект Саньяка, которые в отличие от механических не стремятся сохранить начальное направление, а измеряют абсолютную угловую скорость, проинтегрировав которую можно получить значение угла, на который совершён поворот.
Несмотря на то, что оптические гироскопы имеют довольно высокую точность, их размер можно сравнить с мячиком для пинг-понга. Это сподвигло ученых из Калифорнийского технологического института (Caltech) создать миниатюрные оптические гироскопы, используя технику “взаимного усиления чувствительности”, как они ее называют.
Новый гироскоп обнаруживает и декодирует очень незначительные изменения в двух лучах света, расщепляемых от одного источника. Именно по их различию можно судить о вращении и ориентации. Трюк, который применили ученые, – это отсеивание некоторых шумов из этих сигналов, сохраняя при этом вариации, существенные для эффекта Саньяка. Отсеянный шум позволяет всей системе работать с более слабыми сигналами, и это означает, что все можно уменьшить.
Как и в случае с любым прототипом, должно пройти некоторое время, прежде чем новая технология пройдет свой путь от лаборатории до продаваемого гаджета.
Читать: https://skytechnews.ru/giroskop-razmerom-s-risovoe-zernyshko/