私たちの日常的なテクノロジーで使用されるコンポーネントが小型化し続けていることは周知の事実です。 しかし、どれほど小型化しているかに驚かれるかもしれません。 カリフォルニア工科大学 (Caltech) では、研究者らが、 光学ジャイロスコープ、方向と角度を測定または維持するために使用されるデバイスを縮小します。 速度。 単純なジャイロスコープは、 電話などのデバイスに搭載されている そしてタブレット。 ただし、ナビゲーションに使用される高品質の光ジャイロスコープは依然として比較的大きく、ゴルフ ボールよりわずかに大きいです。 これらは非常にうまく機能しますが、フォームファクタが大きいため、特定のポータブル デバイスでの使用には不適切です。
ここでカリフォルニア工科大学の研究者たちが活躍します。彼らは、これらのハイエンドのジャイロスコープを米粒よりも小さいものに小型化する方法を発見したからです。 これは、現在の最先端のジャイロスコープよりも 500 分の 1 という驚くべき小ささです。
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「光ジャイロスコープは最も正確なタイプのジャイロスコープの 1 つであり、さまざまなナビゲーション システムで使用されています。」 アリ・ハジミリ教授プロジェクトに携わった同氏がDigital Trendsに語った。 「しかし、通常の光ジャイロスコープは非常に高価でかさばります。 このタイプのジャイロスコープを小型化すると、コストとサイズを削減でき、機械式ジャイロを置き換えることができる可能性があります。 光ジャイロスコープはサニャック効果として知られる相対論的効果に基づいて動作し、出力信号はジャイロのサイズに比例します。 したがって、ジャイロのサイズを小さくすると、出力信号の強度に直接影響します。 私たちの研究では、パッシブ ネットワークの相反性を利用してノイズ レベルを低減し、信号を検出可能にする技術を紹介しました。」
サニャック効果は、フランスの物理学者ジョルジュ・サニャックにちなんで名付けられました。 光線を 2 つに分割し、別々の方向に送信することで方向を計算します。 2本の光線の変化を測定することで、回転や向きを高精度に割り出すことができます。 デバイスを小型化するために、カリフォルニア工科大学の研究者らは、このシステムの信号対雑音比を改善し、それによってシステムの効率を高める方法を発見しました。
「このデモンストレーションは、統合された光ジャイロの可能性を示しており、低コストで必要なあらゆる種類のアプリケーションを開くことができます。 小型で高精度のジャイロ — ゲーム デバイス、自動運転車、ウェアラブル、キューブサット、ナノサットなど」 続けた。 「次のステップは、感度を向上させて小型化し、統合機能を強化することです。 私たちはデバイスの商品化を検討しています。」
その点に到達するには時間がかかるかもしれませんが、より小型で効率的なジャイロスコープは間違いなく私たちの未来にあるようです。 その仕事を説明した論文は、 Nature Photonics 誌に最近掲載されました.
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