레이저 광 기반 가속도계

자동차 에어백은 속도의 급격한 변화를 감지하는 센서인 가속도계 덕분에 전개됩니다. 가속도계는 로켓과 비행기를 올바른 비행 경로로 유지하고, 자율 주행 자동차에 내비게이션을 제공하고, 다른 필수 작업 중에서 휴대폰과 태블릿에서 오른쪽이 위로 오도록 이미지를 회전합니다.

연구원 팀은 신호를 생성하기 위해 기계적 변형 대신 레이저 광을 사용하는 밀리미터 두께의 가속도계를 개발했습니다. 일부 다른 가속도계도 빛에 의존하지만 새로운 기기의 설계는 측정 프로세스를 보다 간단하게 만들어 더 높은 정확도를 제공합니다. 또한 더 넓은 범위의 주파수에서 작동하며 유사한 장치보다 더 엄격한 테스트를 거쳤습니다.

광기계 가속도계는 최고의 상용 가속도계보다 훨씬 더 정확하며 시간 소모적인 주기적 보정 과정을 거칠 필요가 없습니다. 사실, 측정기는 가속도를 측정하기 위해 알려진 주파수의 레이저 광을 사용하기 때문에 궁극적으로 현재 시장에 나와 있는 다른 가속도계를 교정하기 위한 휴대용 참조 표준으로 사용되어 더 정확하게 만들 수 있습니다. 가속도계는 또한 군용 항공기, 위성 및 잠수함과 같은 중요한 시스템, 특히 GPS 신호를 사용할 수 없는 경우 관성 항법을 개선할 수 있는 잠재력이 있습니다.

이 장치는 두 개의 실리콘 칩으로 구성되어 있으며 적외선 레이저 광은 하단 칩으로 들어가고 상단에서 빠져나갑니다. 상단 칩에는 실리콘 빔에 의해 매달린 프루프 매스가 포함되어 있어 매스가 가속에 따라 자유롭게 위아래로 움직일 수 있습니다. 프루프 매스의 미러 코팅과 하단 칩에 부착된 반구형 미러가 광학 공동을 형성합니다. 적외선의 파장은 공동의 공진 파장과 거의 일치하도록 선택되어 빛이 두 거울 표면 사이에서 여러 번 앞뒤로 반사되어 나가기 전에 강도를 높일 수 있습니다. 장치가 가속을 경험하면 증명 질량이 이동하여 공동의 길이를 변경하고 공진 파장을 이동시킵니다. 이것은 반사광의 강도를 변경합니다. 광학 판독은 강도의 변화를 가속도 측정으로 변환합니다.

광기계 가속도계는 g의 320억 분의 1만큼 작은 가속도를 감지합니다. 여기서 g는 지구의 중력으로 인한 가속도입니다. 이는 현재 시장에 나와 있는 비슷한 크기와 대역폭을 가진 다른 가속도계보다 더 높은 감도입니다. 추가 개선을 통해 이 장치는 실험실에 가져갈 필요 없이 다른 가속도계를 교정하는 휴대용 고정밀 기준 장치로 사용할 수 있습니다.