声子超材料陀螺

相敏度提升千倍

用声子超材料中的慢声表面波替代直接调制,把微弱哥氏效应放大到可测水平,让角速度检测不再受制于传统SAW陀螺的灵敏度极限。

Ge, Fei · 赵立业 · 徐佳文 · 丁徐锴

Microsystems and Nanoengineering 2024

参数信息

灵敏度
0.016 deg/Hz
声表面波相速度
4600 m/s
陀螺增益因子提升倍数
430-1600

技术优势

灵敏度大幅提升

通过声子超材料的回音壁模式,陀螺增益因子相比基于相速度调制的现有SAW陀螺提高430–1600倍,微弱哥氏效应被放大到可测水平。

降低对直接调制的依赖

利用旋转依赖的慢声表面波相位变化来测量角速度,跳出了直接调制声表面波的框架,避免了传统方案中哥氏效应弱的问题。

旋转方向可分辨

旋转方向导致声子超材料振动的手性对称和透射声表面波的非对称分布,为判别旋转方向提供了依据。

适合极端环境

该方案展示了在极端环境下进行角速度测量的潜力,可应用于传统陀螺难以工作的场景。

应用场景