這款采用空心反諧振光纖的創(chuàng)新設(shè)備，在太空探索和深海探測(cè)等嚴(yán)苛環(huán)境中展現(xiàn)出更強(qiáng)適應(yīng)性。

由中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型光纖陀螺儀實(shí)現(xiàn)了寬溫域下的穩(wěn)定運(yùn)行，這項(xiàng)突破性進(jìn)展對(duì)軍事、深海及航天導(dǎo)航領(lǐng)域具有重大意義 —— 在這些場(chǎng)景中，衛(wèi)星信號(hào)常面臨阻斷或不可靠的挑戰(zhàn)。作為飛機(jī)、船舶、潛艇及石油平臺(tái)的核心導(dǎo)航設(shè)備，陀螺儀發(fā)揮著不可替代的作用。

陀螺儀通過感知方位和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，無需依賴GPS或衛(wèi)星即可提供精確的指向、位移及轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)言之，它猶如一個(gè)超高精度的內(nèi)置羅盤與轉(zhuǎn)向追蹤系統(tǒng)。

現(xiàn)代高精度陀螺儀采用實(shí)體光纖通過光波彎折測(cè)量運(yùn)動(dòng)，但這類材料易受溫度、輻射及磁場(chǎng)干擾，在極端環(huán)境下尤為明顯。

技術(shù)革新突破傳統(tǒng)

與依賴機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件的傳統(tǒng)陀螺儀不同，光纖陀螺儀通過監(jiān)測(cè)光波在光纖中的傳播變化來感知運(yùn)動(dòng)。其中，干涉式光纖陀螺儀（IFOG）憑借結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、精度卓越的特點(diǎn)，在軍民兩用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而，實(shí)體光纖的物理特性制約了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

為攻克這一瓶頸，天津航海儀器研究所與廣州暨南大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用空心反諧振光纖替代實(shí)體光纖 —— 這種結(jié)構(gòu)使光波主要在空氣而非玻璃介質(zhì)中傳播。實(shí)驗(yàn)表明，該改進(jìn)使陀螺儀對(duì)溫度變化的敏感度降低了10倍。

科研團(tuán)隊(duì)指出，新型空心光纖陀螺儀還具備更強(qiáng)的抗磁場(chǎng)和抗輻射能力，顯著提升了在太空、深海鉆探等極端環(huán)境中的適用性。"我們成功研制出具有劃時(shí)代意義的導(dǎo)航級(jí)干涉式空心光纖陀螺儀。"研究團(tuán)隊(duì)在發(fā)表于《自然·通訊》的論文中宣布，"這是空心光纖陀螺儀首次達(dá)到導(dǎo)航級(jí)性能標(biāo)準(zhǔn)。"

創(chuàng)紀(jì)錄的強(qiáng)適應(yīng)性突破

科研團(tuán)隊(duì)稱，這款空心光纖陀螺儀創(chuàng)造了同類設(shè)備的精度新紀(jì)錄。雖然目前尚未超越頂級(jí)傳統(tǒng)陀螺儀的精度水平，但其環(huán)境耐受性已實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，且性能正快速逼近傳統(tǒng)產(chǎn)品。

"我們?cè)诳招墓饫w陀螺儀領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了世界領(lǐng)先的測(cè)量精度，成功躋身'高精度光纖陀螺儀'行列，并為后續(xù)優(yōu)化指明了方向。"論文通訊作者、暨南大學(xué)物理與光電工程學(xué)院教授丁偉接受媒體采訪時(shí)表示。

在軍事、航天及水下作業(yè)中，不依賴GPS的導(dǎo)航系統(tǒng)具有戰(zhàn)略重要性。這項(xiàng)新技術(shù)有望催生更小巧、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的導(dǎo)航系統(tǒng)，擺脫笨重的防護(hù)組件束縛。研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，該成果使新一代慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更近一步 —— 這些系統(tǒng)能在衛(wèi)星信號(hào)無法覆蓋的太空、山體內(nèi)部或深海環(huán)境自主運(yùn)作。

"這些突破標(biāo)志著我們?cè)趯?shí)現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)性卓越的高精度慣性導(dǎo)航應(yīng)用長(zhǎng)期目標(biāo)上邁出了關(guān)鍵步伐。"研究人員在論文中總結(jié)道。

這項(xiàng)開創(chuàng)性研究已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《自然·通訊》。

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