光学悬浮转子陀螺仪

世界最小转子陀螺

采用光学悬浮的微米级球霰石粒子作为高速旋转转子，在MHz转速下实现角速度测量，是目前世界上最小的转子陀螺仪。

Zeng, Kai · Xu, Xiangming · Wu, Yulie · 吴学忠 · 肖定邦

Microsystems and Nanoengineering 2024

参数信息

角速率偏差不稳定性

0.08 °/s

理论角速率偏差不稳定性

10 °/h

技术优势

全球最小转子陀螺

采用微米级球霰石粒子作为转子，将陀螺仪尺寸压缩至微米量级，为微型化惯性导航提供了可能。

理论精度极高

通过冷却转子运动并增大角动量，理论上角速率偏差不稳定性可低至10⁻⁹°/h，远超现有微型陀螺仪。

可扩展至量子领域

该方案开辟了悬浮光力系统的新应用范式，有望发展成为量子转子陀螺仪。

应用场景

• 精密惯性测量：在极小体积内实现高精度角速度测量，用于惯性测量单元。
• 微型导航系统：微型化尺寸使其可集成到微纳导航系统中，提供角速度信息。
• 光学传感：利用光学悬浮和探测实现角速度传感，为光学传感提供新方案。
• 无人机姿态控制：轻质微型陀螺仪可提供无人机姿态控制所需的角速度反馈。