光学悬浮粒子转子

真空低阻尼超高转速

该微球转子在低真空下实现超高转速，为光学悬浮系统在精密测量和量子科学中的新应用奠定基础。

Zeng, Kai · Pu, Junji · Wu, Yulie · 肖定邦 · 吴学忠

Zhongguo Kexue Jishu Kexue/Scientia Sinica Technologica 2023

参数信息

最高转速

3.93 MHz

技术优势

超高转速

在0.1 Pa下驱动4 μm球霰石微球达到3.93 MHz，远高于常压下的转速。

低阻尼环境

通过降低气压减小阻尼转矩，从而提升平均转速。

热运动影响可视化

首次在恒压下研究转速波动随平均转速的变化，揭示热运动对转速波动的影响。

陀螺仪潜力

压强变化下的相对波动研究为光悬浮转子在陀螺仪领域的应用提供可能。

应用场景

• 精密测量：利用真空悬浮隔离环境噪声，提升测量精度。
• 扭矩测量：通过旋转动力学模型研究光力矩与阻尼力矩。
• 气体识别：利用转速波动随气压变化特性进行气体识别。
• 真空摩擦研究：在低真空下直接测量气体阻尼与真空摩擦。
• 陀螺仪：探索光悬浮转子在陀螺仪中的潜在应用。