Elektrooptyczny żyroskop pokonuje braki w SNR

Caltech opracowało niezwykły żyroskop elektrooptyczny, bazujący na krzemie, który pokonuje główne źródło błędów w tego typu małych komponentach. Skutkuje to wysoką dokładnością i precyzją. Nowy czujnik zawdzięcza to specjalnej technice samokasowania tych błędów. Mechaniczne wirniki i żyroskopy optyczne zostały wyparte przez komponenty MEMS oraz żyroskopy światłowodowe. Jednak ta druga para często ma trudności z osiągnięciem wysokiej precyzji tej pierwszej. Minimalizacja żyroskopów światłowodowych też często nastręczało wielu problemów ze względu na błędy drugiego i trzeciego rzędu, które wynikały min. z fluktuacji termicznych, dryfu, itp. Powodowało to degradację współczynnika SNR w miarę zmniejszania gabarytów komponentów, a tym samym długości ścieżki optycznej. Inżynierowie starają się rozwiązywać te problemy różnymi technikami, jak np. kalibracja odgórna, lub ciągła. Innym sposobem jest budowa komponentów z wykorzystaniem coraz to nowszych materiałów i technik ich przetwarzania. Jednak najlepszą metodą jest opracowanie architektury, która umożliwia samoistne kasowanie błędów. Caltech stosuje się do tej ostatniej zasady, przy tworzeniu wspomnianego żyroskopu. Firma wspierana jest przez Rothenberg Innovation Initiative, która opracowała nowe podejście do miniaturowych elektrooptycznych żyroskopów opartych na krzemie. Zapewnia to wysokiej klasy precyzję, przy zachowaniu stosunkowo niewielkich kosztów. Rozwiązanie to opiera się na tzw wzajemności pasywnej sieci optycznych, co pozwala na znaczną redukcję wahań termicznych oraz skutków niedopasowań. Efekt takiego podejścia okazuje się być nad wyraz dobry. Ich prototypowy układ, wielkości ziarenka ryżu, wykazuje świetne właściwości co inne miniaturowe żyroskopy światłowodowe, będąc 30 razy od nich mniejszym. Poprawa ogólna działania tego typu żyroskopów jest o nawet dwa rzędy wielkości wyższa. To ogromna różnica i zysk. Szczegóły tej technologii opisane zostały w publikacji pod tytułem „Nanophotonic optical gyroscope with reciprocal sensitivity enhancement”, która ukazała się w magazynie Nature. Nowe rozwiązanie wykazuje więc taką samą precyzję, co ich więksi bracia z dużo dłuższą ścieżką, a przy tym większą czułość dynamiczną.