Recently, the team of Ding Wei/Yingying Wang, researchers from the School of Physics and Electro-Optical Engineering (SOPE) of Jinan University, and the team of Zhao Xiaoming/Ro Wei/Li Maochun, researchers from the Seventy-seventh Research Institute of the China State Shipbuilding Corporation (CSG), have launched an in-depth cooperation, and have made significant progress in the field of Giroskopi z optičnimi vlakninami z visoko natančnostjo. Ustrezni rezultati so bili objavljeni v Nature Communications.
"Uspešno smo razvili prvi svetovni navigacijski natančni giroskop, optični giroskop z vlakno-jedrnimi vlaknami z nestabilnostjo nič pristranskosti 0. 0017 stopinj /h, kar je skoraj 30-krat nižje od obstoječega zapisa, prototip pa je neprekinjeno in stabilno deloval več kot 185 ur." Ding Wei, sopredporni avtor prispevka, je za China Science Bulletin povedal, da pomembni dosežek označuje celoten preskok Kitajske iz teoretičnih inovacij na raziskave inženirskih aplikacij na področju tehnologije optičnih žiroskopov iz votlega jednega vlaken, ki je vgravirala značilno kitajsko znamko za razvoj globalne inercialne tehnologije navigacije.
Inercialna navigacijska tehnologija uporablja inercialne senzorje (pospeševanje in žiroskopi) za merjenje pospeška in kotne hitrosti premikajočega se telesa, ki ga je mogoče ekstrapolirati, da izpelje informacije, kot so položaj, hitrost in odnos. Ta tehnologija se ne zanaša na zunanje referenčne signale, kot so sateliti, in je znana kot tehnologija "biser industrije" na civilnem in vojaškem področju. Senzor kotne hitrosti je ključni sestavni del celotnega inercialnega navigacijskega sistema.
V primerjavi z drugimi žiroskopi so vlakninski optični žiroskopi najbolj obetavni senzorji kotne hitrosti zaradi njihovega trdnega stanja, hitrega zagona, ki ne vpliva na pospeševanje, velik dinamični obseg, kompaktno strukturo, digitalni izhod itd. Lahko izpolnjujejo celotne zahteve za natančnost od ravni potrošnikov, taktične ravni, na navigacijske ravni. Med njimi je interferometrični optični žiroskop trenutno najuspešnejši optični senzor komercialnih vlaken, velikost svetovnega trga pa naj bi do leta 2033 presegla 3,6 milijarde dolarjev. Vendar pa zaradi visokih tehnoloških pragov na trgu prevladujejo predvsem nekaj držav, kot so ZDA, Francija, Kitajska, Israel, Japonska in Nemčija.
Čeprav je bil dosežen pomemben napredek v interferometrični optični tehnologiji žiroskopa, tradicionalna optična vlakna v trdo-jedrih vodijo do visokih stroškov in porabe energije zaradi občutljivosti materiala (kremenčevega stekla) do okoljskih dejavnikov, kot so temperatura, magnetno polje in sevanje, sistem pa se mora zanašati na kompleksne zaščitne in kompenzacijske mehanizme. Zato so raziskovalci že od sedemdesetih let prejšnjega stoletja še naprej iskali alternativne tehnologije z večjo prilagodljivostjo okolja, predvsem pa tvorijo dve poti: resonančna vlakna optična žiroskop in vlakna z vlakninami. Vendar se ti dve rešitvi soočata z velikimi inženirskimi izzivi in še nista bistveno rešila problemov, s katerimi se soočajo interferometrični vlakninski optični žiroskopi od sedemdesetih let prejšnjega stoletja.
Ker je bil koncept optičnega žiroskega žiroskega žiro v zraku predlagan leta 2006 (le eno leto kasneje kot optična komunikacija z vlakninami v zraku), je to področje postopoma postalo raziskovalno žarišče. Kljub odlični okoljski prilagodljivost zračnih vlaken so tehnična ozka grla lažne, razprševanje in polarizacijo, ki so obstajala v zgodnjih vlaknih v zraku, že dolgo omejila uresničitev njihove visoko natančne merilne zmogljivosti. Omeniti velja, da je komunikacijska tehnologija iz votlega jedra dosegla obsežne uporabe, medtem ko praktični postopek žirovega žirorja v votlih jedlih še vedno zaostaja.
Raziskovalna skupina je prispevala številne ključne prispevke pri razvoju optične komunikacije v votlih jedlih na Kitajskem in bila priča celotnemu procesu tehnologije optične komunikacije v votlih jedlih od laboratorija do uporabe. Člani ekipe se dobro zavedajo, da je žiroskop vlaken iz votlega jedra v kritični fazi premikanja od preverjanja tehnologije do praktične uporabe. Ta raziskava je dosegla dva glavna tehnološka skoka skozi vrsto inovacij: prvi, preboj natančnosti: prvič, ko je bil giroskop v votli vlakni-optični, je bil nadgrajen na natančnost navigacijske stopnje (0. 001 stopinj /h vrstnega reda); in drugič, okoljska stabilnost: temperaturna občutljivost se je zmanjšala z vrstnim redom v primerjavi s trdno-jedrnim giroskopom. Ti preboji so postavili trden tehnični temelj za razvoj nove generacije visoko natančnih inercialnih navigacijskih sistemov.
