Het is geen geheim dat de componenten die in onze dagelijkse technologie worden gebruikt steeds kleiner worden. Maar hoeveel kleiner ze worden, zal je misschien verbazen. Aan het California Institute of Technology (Caltech) hebben onderzoekers een manier gevonden om dit aanzienlijk te doen krimpende optische gyroscopen, de apparaten die worden gebruikt voor het meten of behouden van oriëntatie en hoek snelheid. Eenvoudige gyroscopen zijn dat wel gevonden in apparaten zoals telefoons en tabletten. De optische gyroscopen van hogere kwaliteit die bij navigatie worden gebruikt, zijn echter nog steeds relatief groot: iets groter dan een golfbal. Ze functioneren heel goed, maar deze grotere vormfactor maakt ze ongeschikt voor gebruik in bepaalde draagbare apparaten.
Dat is waar de Caltech-onderzoekers in het spel komen – omdat ze een manier hebben gevonden om deze hoogwaardige gyroscopen te verkleinen tot iets dat kleiner is dan een enkele rijstkorrel. Dit is een verbazingwekkende 500 keer kleiner dan de huidige state-of-the-art gyroscopen.
Aanbevolen video's
“Optische gyroscopen zijn een van de meest nauwkeurige typen gyroscopen en worden in verschillende navigatiesystemen gebruikt,” Professor Ali Hajimiri, die aan het project werkte, vertelde Digital Trends. “Een gewone optische gyroscoop is echter erg duur en omvangrijk. Het miniaturiseren van dit type gyroscoop kan de kosten en omvang ervan verlagen en kan mogelijk mechanische gyroscopen vervangen. Optische gyroscopen werken op basis van een relativistisch effect dat bekend staat als het Sagnac-effect, waarbij het uitgangssignaal evenredig is aan de grootte van de gyroscoop. Daarom heeft het verkleinen van de gyro een directe invloed op de sterkte van het uitgangssignaal. In ons werk presenteerden we een techniek die de wederkerigheid van passieve netwerken gebruikt om het ruisniveau te verminderen, waardoor het signaal detecteerbaar wordt.”
Het Sagnac-effect is vernoemd naar de Franse natuurkundige Georges Sagnac. Het berekent de oriëntatie door een lichtstraal in tweeën te splitsen en deze vervolgens in verschillende richtingen te sturen. Door de variaties in de twee lichtbundels te meten, is het mogelijk om rotatie en oriëntatie met een hoge mate van nauwkeurigheid uit te werken. Om het apparaat kleiner te maken, vonden de Caltech-onderzoekers een manier om de signaal-ruisverhouding van dit systeem te verbeteren, waardoor het efficiënter werd.
“Deze demonstratie toont het potentieel van geïntegreerde optische gyroscopen en kan allerlei toepassingen openen die goedkope, kleine en zeer nauwkeurige gyroscopen – zoals gaming-apparaten, autonome voertuigen, wearables, CubeSats en nanosats,” Hajimiri voortgezet. “[De] volgende stap is om de gevoeligheid te verbeteren en kleiner te maken, en om de integratiemogelijkheden te vergroten. We denken erover om ons apparaat op de markt te brengen.”
Het kan een tijdje duren om dat punt te bereiken, maar het lijkt erop dat kleinere, efficiëntere gyroscopen zeker in onze toekomst zullen liggen. Er was een document waarin het werk werd beschreven onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature Photonics.
Aanbevelingen van de redactie
- Nieuwe Apple M2-chip zou eerder kunnen komen dan verwacht, zegt een nieuw gerucht
- Nieuwe Sonos Beam brengt Dolby Atmos naar kleinere ruimtes
- Smartwatches zijn niet flitsender dan de nieuwe Michael Kors Access Gen 5E Darci
- Apple bevestigt dat de nieuwe iPhones van 2020 later dan normaal gelanceerd zullen worden
- De Cube Panel Mini van Lume is kleiner dan een pak kaarten en werpt licht op mobiele video
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
