Recently, the team of Ding Wei/Yingying Wang, researchers from the School of Physics and Electro-Optical Engineering (SOPE) of Jinan University, and the team of Zhao Xiaoming/Ro Wei/Li Maochun, researchers from the Seventy-seventh Research Institute of the China State Shipbuilding Corporation (CSG), have launched an in-depth cooperation, and have made significant progress in the field of high-precision Hollow-core fiberoptiska gyroskop. De relevanta resultaten publicerades i Nature Communications.
"Vi har framgångsrikt utvecklat världens första navigationsklass Precision Hollow-core fiberoptiska gyroskop med en noll-förspänd instabilitet av 0. 0017 grader /h, som är nästan 30 gånger lägre än den befintliga posten, och prototypen har fungerat kontinuerligt och stabilt för mer än 185 timmar." Ding Wei, med motsvarande författare till tidningen, berättade för China Science Bulletin att landmärke-prestationen markerar Kinas fullständiga språng från teoretisk innovation till teknisk applikationsforskning inom området Hollow-core fiberoptisk gyroskopteknologi och graverar ett distinkt kinesiskt märke för utvecklingen av den globala tröghetsnavigeringstekniken.
Inertial navigationsteknologi använder tröghetssensorer (accelerometrar och gyroskop) för att mäta accelerationen och vinkelhastigheten hos en rörlig kropp, som i sin tur kan extrapoleras för att härleda tillståndsinformation såsom position, hastighet och attityd. Denna teknik förlitar sig inte på externa referenssignaler som satelliter och är känd som "Pearl of Industry" -tekniken inom civila och militära områden. Vinkelhastighetssensorn är den viktigaste komponenten i hela tröghetsnavigeringssystemet.
Jämfört med andra gyroskop är fiberoptiska gyroskoper de mest lovande vinkelhastighetssensorerna på grund av deras all-furudstat, snabbstart, opåverkad av acceleration, stort dynamiskt intervall, kompakt struktur, digital produktion, etc. De kan uppfylla de fulla precisionskraven från konsumentnivå, taktisk nivå, navigeringsnivå till strategisk nivå. Bland dem är det interferometriska fiberoptiska gyroskopet för närvarande den mest framgångsrika kommersiella fiberoptiska sensorn, och den globala marknadsstorleken förväntas överstiga 3,6 miljarder dollar år 2033. På grund av höga tekniska trösklar domineras marknaden huvudsakligen av några länder som USA, Frankrike, Kina, Israel, Japan och Tyskland.
Även om betydande framsteg har gjorts i interferometriska fiberoptiska gyroskoptekniker, leder traditionella optiska fiberfibrer med fast kärna till hög kostnad och energiförbrukning på grund av materialets känslighet (kiseldioxidglas) för miljöfaktorer som temperatur, magnetfält, bländning och strålning, och systemet behöver för att förlita sig på komplexa skydd och kompensationsmekanism. Därför, sedan 1970-talet, har forskare fortsatt att söka alternativ teknik med större miljöanpassningsbarhet, främst bildar två rutter: resonant fiberoptisk gyro och ihålig fiberoptisk gyro. Dessa två lösningar står emellertid inför stora tekniska utmaningar och har ännu inte löst de problem som ingår av interferometriska fiberoptiska gyroskop sedan 1970 -talet.
Eftersom begreppet luftkärnfiberoptisk gyro föreslogs 2006 (bara ett år senare än luftkärnig fiberoptisk kommunikation) har detta fält gradvis blivit en forskningshotspot. Trots den utmärkta miljöanpassningsförmågan hos luftkärnfibrer har de tekniska flaskhalsarna av läge falskhet, backspridning och polariseringsöverföring som fanns i tidiga luftkärnfibrer länge begränsat förverkligandet av deras högprecisionsmätning. Det är värt att notera att den ihåliga core fiberkommunikationstekniken har uppnått storskalig tillämpning, medan den praktiska processen för ihålig fibergyro fortfarande släpar efter.
Forskningsteamet har gjort ett antal viktiga bidrag i utvecklingen av ihålig fiberoptisk kommunikation i Kina och bevittnat den kompletta processen för ihålig fiberoptisk kommunikationsteknik från laboratorium till tillämpning. Teammedlemmarna är mycket medvetna om att det ihåliga fibergyroskopet befinner sig i ett kritiskt stadium av att flytta från teknikverifiering till praktisk tillämpning. Denna forskning har uppnått två stora teknologiska språng genom en serie innovationer: för det första noggrannhetsgenombrottet: första gången den ihåliga fiberoptiska gyroskopet har uppgraderats till navigationsklass (0. 001 grad /h magnitud); och för det andra, miljögomstabilitet: temperaturkänsligheten har minskat med en storleksordning jämfört med den för det fasta kärnfiberoptiska gyroskopet. Dessa genombrott har lagt en solid teknisk grund för utvecklingen av en ny generation av högprecision tröghetsnavigationssystem.
