Ce n’est un secret pour personne: les composants utilisés dans notre technologie quotidienne sont de plus en plus petits. Mais à quel point ils deviennent plus petits pourrait vous surprendre. Au California Institute of Technology (Caltech), des chercheurs ont trouvé un moyen de réduire considérablement gyroscopes optiques rétractables, les appareils utilisés pour mesurer ou maintenir l'orientation et l'angle rapidité. Les gyroscopes simples sont trouvé dans des appareils comme les téléphones et des comprimés. Cependant, les gyroscopes optiques de qualité supérieure utilisés dans la navigation sont encore relativement grands, légèrement plus gros qu'une balle de golf. Ils fonctionnent très bien, mais leur format plus grand les rend inappropriés pour une utilisation dans certains appareils portables.
C’est là que les chercheurs de Caltech entrent en jeu: ils ont trouvé un moyen de réduire ces gyroscopes haut de gamme à quelque chose de plus petit qu’un seul grain de riz. C’est étonnant, 500 fois plus petit que les gyroscopes de pointe actuels.
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"Les gyroscopes optiques sont l'un des types de gyroscopes les plus précis et ils sont utilisés dans divers systèmes de navigation", Professeur Ali Hajimiri, qui a travaillé sur le projet, a déclaré à Digital Trends. « Cependant, un gyroscope optique ordinaire est très coûteux et encombrant. La miniaturisation de ce type de gyroscope peut réduire son coût et sa taille et peut potentiellement remplacer les gyroscopes mécaniques. Les gyroscopes optiques fonctionnent sur la base d'un effet relativiste connu sous le nom d'effet Sagnac, dans lequel le signal de sortie est proportionnel à la taille du gyroscope. Par conséquent, la réduction de la taille du gyroscope affectera directement la force du signal de sortie. Dans notre travail, nous avons présenté une technique qui utilise la réciprocité des réseaux passifs pour diminuer le niveau de bruit, rendant ainsi le signal détectable.
L'effet Sagnac doit son nom au physicien français Georges Sagnac. Il calcule l'orientation en divisant un faisceau de lumière en deux, puis en les envoyant dans des directions distinctes. En mesurant les variations des deux faisceaux lumineux, il est possible de déterminer la rotation et l’orientation avec un haut degré de précision. Pour réduire la taille de l'appareil, les chercheurs de Caltech ont trouvé un moyen d'améliorer le rapport signal/bruit de ce système, le rendant ainsi plus efficace.
"Cette démonstration montre le potentiel des gyroscopes optiques intégrés et peut ouvrir toutes sortes d'applications nécessitant des technologies à faible coût, des gyroscopes petits et très précis – comme les appareils de jeu, les véhicules autonomes, les appareils portables, les CubeSats et les nanosats », Hajimiri a continué. «[The] la prochaine étape consiste à améliorer la sensibilité et à la réduire, ainsi qu'à améliorer les capacités d'intégration. Nous réfléchissons à commercialiser notre appareil.
Cela prendra peut-être un certain temps pour en arriver là, mais il semble que des gyroscopes plus petits et plus efficaces soient définitivement dans notre avenir. Un document décrivant le travail a été récemment publié dans la revue Nature Photonics.
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