Di recente, il team di Ding Wei/Yingying Wang, ricercatori della School of Physics and Electroopical Engineering (SOPE) dell'Università di Jinan e il team di Zhao Xiaoming/Ro Wei/Li Maochun, hanno fatto un progresso significativo del campo di ricerca di China Stato della Stato della Cina, ha lanciato un progresso significativo del campo da parte del campo di ricerca statale in tutto il campo di ricerca statale di China State Shipding Società Gyroscopi in fibra ottica a core cavo. I risultati pertinenti sono stati pubblicati su Nature Communications.
"Abbiamo sviluppato con successo il primo giroscopio in fibra-ottica a core cavo di livello di navigazione al mondo con un'instabilità a zero-bias di 0. 0017 gradi /h, che è quasi 30 volte inferiore al record esistente, e il prototipo ha funzionato continuamente e stabilmente per più di 185 ore." Ding Wei, autore che risponde al documento, ha dichiarato a China Science Bulletin che il rendimento di riferimento segna il salto completo della Cina dall'innovazione teorica alla ricerca sull'applicazione ingegneristica nel campo della tecnologia del giroscopio in fibra ottica a core cavo, incidendo un marchio cinese distintivo per lo sviluppo della tecnologia globale di navigazione inerziale.
La tecnologia di navigazione inerziale utilizza sensori inerziali (accelerometri e giroscopi) per misurare l'accelerazione e la velocità angolare di un corpo in movimento, che a sua volta possono essere estrapolati per trarre informazioni sullo stato come posizione, velocità e atteggiamento. Questa tecnologia non si basa su segnali di riferimento esterni come i satelliti ed è conosciuta come la tecnologia "perla dell'industria" nei campi civili e militari. Il sensore di velocità angolare è il componente chiave dell'intero sistema di navigazione inerziale.
Rispetto ad altri giroscopi, i giroscopi in fibra ottica sono i sensori di velocità angolare più promettenti in virtù del loro stato tutto solido, startup veloce, non influenzato da accelerazione, ampia gamma dinamica, struttura compatta, output digitale, ecc. Sono in grado di soddisfare l'intero livello di precisione, livello tattico, livello di navigazione a livello strategico. Tra questi, il giroscopio in fibra ottica interferometrica è attualmente il sensore in fibra ottica commerciale di maggior successo e le dimensioni del mercato globale dovrebbero superare i 3,6 miliardi di dollari entro il 2033. Tuttavia, a causa di elevate soglie tecnologiche, il mercato è principalmente dominato da alcuni paesi come Stati Uniti, Francia, Cina, Israele, Giappone e Germania.
Sebbene siano stati fatti progressi significativi nella tecnologia del giroscopio a fibra ottica interferometrica, le tradizionali fibre ottiche a core solida portano a un alto consumo di costi e energia a causa della sensibilità del materiale (vetro di silice) a fattori ambientali come temperatura, campo magnetico, bagliore e radiazioni e il sistema deve fare affidamento su meccanismi di protezione complessa e compensazione. Pertanto, dagli anni '70, i ricercatori hanno continuato a cercare tecnologie alternative con una maggiore adattabilità ambientale, formando principalmente due percorsi: giroscopio in fibra ottica risonante e giroscopio in fibra ottica a core vuota. Tuttavia, queste due soluzioni stanno affrontando importanti sfide ingegneristiche e non hanno ancora risolto i problemi affrontati dai giroscopi in fibra ottica interferometrica dagli anni '70.
Poiché nel 2006 è stato proposto il concetto di giroscopio in fibra ottica ad aria-core (solo un anno successivo alla comunicazione in fibra ottica ad aria), questo campo è diventato gradualmente un hotspot di ricerca. Nonostante l'eccellente adattabilità ambientale delle fibre ad aria-core, i colli di bottiglia tecnici di spudoia, backscattering e crosstalk di polarizzazione che esistevano nelle prime fibre ad aria-core hanno costretto a lungo la realizzazione delle loro prestazioni di misurazione ad alta precisione. Vale la pena notare che la tecnologia di comunicazione in fibra di core cavo ha raggiunto l'applicazione su larga scala, mentre il processo pratico del giroscopio in fibra a core cavo è ancora in ritardo.
Il team di ricerca ha fornito una serie di contributi chiave nello sviluppo della comunicazione in fibra ottica a core cavo in Cina e ha assistito al processo completo della tecnologia di comunicazione in fibra ottica a core cave dal laboratorio a applicazione. I membri del team sono profondamente consapevoli del fatto che il giroscopio in fibra di core cavo si trova in una fase critica di passaggio dalla verifica della tecnologia all'applicazione pratica. Questa ricerca ha raggiunto due importanti salti tecnologici attraverso una serie di innovazioni: in primo luogo, accuratezza: la prima volta che il giroscopio a fibra ottica a core cavo è stata aggiornata all'accuratezza del grado di navigazione (0. 001 gradi /h ordine di magnitudo); E in secondo luogo, stabilità ambientale: la sensibilità alla temperatura è stata ridotta da un ordine di grandezza rispetto a quello del giroscopio in fibra ottica a nudo solido. Queste scoperte hanno gettato una solida base tecnica per lo sviluppo di una nuova generazione di sistemi di navigazione inerziali ad alta precisione.
