Äskettäin Jinanin yliopiston fysiikan ja sähkötekniikan korkeakoulun tutkijat Ding Wei/Yinging Wang -ryhmä ja Zhao Xiaomingin ryhmän/Ro Wei/Li Maochun, tutkijat, seitsemänkymmenen seitsemännen tutkimuksen instituutti China State Shipbuilding Corporation (CSG), on aloittanut tielisääteisen yhteistyöhön ja ovat aloittaneet sen arvonlisäveron. Ontto ytiminen kuituoptiset gyroskoopit. Asiaankuuluvat tulokset julkaistiin Nature Communicationsissa.
"Kehitimme menestyksekkäästi maailman ensimmäisen navigointiluokan tarkkuuden ontto-ytimen kuituoptisen gyroskoopin nolla-bias-epävakauden 0. 0017 astetta /h, joka on lähes 30 kertaa pienempi kuin olemassa oleva tietue, ja prototyyppi on toiminut jatkuvasti ja vakaasti yli 185 tuntia." Paperin vastaava kirjoittaja Ding Wei Ding Wei kertoi China Science Bulletinille, että maamerkki saavutus merkitsee Kiinan täydellistä harppausta teoreettisesta innovaatiosta tekniikan sovellustutkimukseen onton ytimen kuituoptisen gyroskooppitekniikan alalla, joka on kaiverrettu erottuvan kiinalaisen merkin globaalin inertiaalisen navigointitekniikan kehittämiseen.
Inertiaalinen navigointitekniikka käyttää inertiaaliantureita (kiihtyvyysmittareita ja gyroskoopeja) liikkuvan elimen kiihtyvyyden ja kulmanopeuden mittaamiseksi, mikä puolestaan voidaan ekstrapoloida saamaan tilaa koskevia tietoja, kuten sijainti, nopeus ja asenne. Tämä tekniikka ei luota ulkoisiin referenssisignaaleihin, kuten satelliiteihin, ja sitä kutsutaan "teollisuuden helmiksi" -teknologiaksi siviili- ja sotilaallisilla aloilla. Kulmanopeusanturi on koko inertiaalisen navigointijärjestelmän avainkomponentti.
Muihin gyroskooppeihin verrattuna kuituoptiset gyroskoopit ovat lupaavimpia kulmanopeusantureita niiden koko kiinteän tilan, nopean käynnistyksen perusteella, jota ei vaikuta kiihtyvyyteen, suureen dynaamiseen alueeseen, kompaktiin rakenteeseen, digitaaliseen tuotokseen jne. Ne kykenevät täyttämään kuluttajatason, taktisen tason, navigointitason täydelliset tarkkuusvaatimukset strategiseen tasoon. Niiden joukossa interferometrinen kuituoptinen gyroskooppi on tällä hetkellä menestynein kaupallinen kuidun optinen anturi, ja maailmanmarkkinoiden koon odotetaan ylittävän 3,6 miljardia dollaria vuoteen 2033 mennessä. Korkean teknologisen kynnysarvojen vuoksi markkinoita hallitsevat pääasiassa muutamat maat, kuten Yhdysvallat, Ranska, Kiina, Israel, Japani ja Saksa.
Vaikka interferometrisessä kuituoptisessa gyroskooppitekniikassa on saavutettu merkittävää edistystä, perinteiset kiinteän ytimen optiset kuidut johtavat korkeisiin kustannuksiin ja energiankulutukseen materiaalin herkkyydestä (piidioksidilasi) ympäristötekijöihin, kuten lämpötila, magneettikenttä, häikäisy ja säteily, ja järjestelmän on luotettava monimutkaiseen suojaukseen ja kompensointimekanismeihin. Siksi 1970-luvulta lähtien tutkijat ovat jatkaneet vaihtoehtoisten tekniikoiden etsimistä, joilla on suurempi ympäristömuotokyky, muodostaen pääasiassa kaksi reittiä: resonanssikuituoptinen gyro- ja ontto-ytimen kuituoptinen gyro. Nämä kaksi ratkaisua kohtaavat kuitenkin merkittäviä tekniikan haasteita, eivätkä ne ole vielä ratkaisseet pohjimmiltaan ongelmia, joihin interferometriset kuituoptiset gyroskooppit kohtaavat 1970 -luvulta lähtien.
Koska ilma-ydinkuituoptisen gyron käsitettä ehdotettiin vuonna 2006 (vain vuotta myöhemmin kuin ilma-ydinkuituoptinen viestintä), tästä kentästä on vähitellen tullut tutkimuspiste. Ilmaytiminen kuitujen erinomaisesta ympäristönsuojelun mukautumiskyvystä huolimatta varhaisissa ilma-ydinkuiduissa olemassa olleet moodin vääryyden, takaisinsuojauksen ja polarisaation ylikuormituksen tekniset pullonkaulat ovat jo pitkään rajoittaneet niiden korkean tarkkailun mittauksen suorituskyvyn toteutumista. On syytä huomata, että ontto ytiminen kuituviestintätekniikka on saavuttanut laajamittaisen sovelluksen, kun taas ontto ytistä kuitu gyro on edelleen jäljessä.
Tutkimusryhmä on tehnyt useita keskeisiä panoksia ontto ytimisen kuituoptisen viestinnän kehittämisessä Kiinassa ja todistanut onton ytimen kuituoptisen viestintätekniikan täydellisen prosessin laboratoriosta sovellukseen. Ryhmän jäsenet tietävät innokkaasti, että ontto ytistä kuitu gyroskooppi on kriittisessä vaiheessa siirtymisessä teknologian todentamisesta käytännön sovellukseen. Tämä tutkimus on saavuttanut kaksi suurta teknistä harppausta sarjan innovaatioiden kautta: Ensinnäkin tarkkuus läpimurto: Hollow-ytimen kuituoptinen gyroskooppi on päivitetty navigointiluokan tarkkuuteen (0. 001 aste /h suuruusluokka); ja toiseksi, ympäristöstabiilisuus: Lämpötilan herkkyys on vähentynyt suuruusluokalla verrattuna solid-ytimen kuituoptisen gyroskoopin kanssa. Nämä läpimurtot ovat luoneet vankan teknisen perustan uuden sukupolven tarkan inertiaalisen navigointijärjestelmän kehittämiselle.
