Récemment, l'équipe de Ding Wei / Yingying Wang, chercheurs de l'École de physique et d'ingénierie électro-optique (SOPE) de l'Université Jinan, et de l'équipe de Zhao XiaoMing / Ro Wei / Li Maochun, chercheurs du soixante-dix-septième institut de recherche en Chine Shipbuilding Corps gyroscopes à fibre-optique à nages creux. Les résultats pertinents ont été publiés dans Nature Communications.
"Nous avons réussi à développer le premier gyroscope à fibre optique de fibre de carrosserie à caractéristiques creux de niveau de navigation au monde avec une instabilité de biais zéro de 0. 0017 degré / h, ce qui est près de 30 fois inférieur à l'enregistrement existant, et le prototype a fonctionné de manière continue et stable pendant plus de 185 heures." Ding Wei, co-correspondant auteur du journal, a déclaré à China Science Bulletin que la réalisation historique marque le saut complet de la Chine de l'innovation théorique à la recherche sur les applications d'ingénierie dans le domaine de la technologie de gyroscope à fibre optique à nœuds creuses, en gravant une marque chinoise distinctive pour le développement de la technologie mondiale de navigation inertielle.
La technologie de navigation inertielle utilise des capteurs inertiels (accéléromètres et gyroscopes) pour mesurer l'accélération et la vitesse angulaire d'un corps en mouvement, qui à son tour peut être extrapolé pour dériver des informations d'état telles que la position, la vitesse et l'attitude. Cette technologie ne s'appuie pas sur des signaux de référence externes tels que les satellites, et est connu comme la technologie «perle de l'industrie» dans les champs civils et militaires. Le capteur de vitesse angulaire est le composant clé de l'ensemble du système de navigation inertielle.
Par rapport aux autres gyroscopes, les gyroscopes à fibre optique sont les capteurs de vitesse angulaire les plus prometteurs en raison de leur stature entièrement solide, startup rapide, non affectée par l'accélération, une grande gamme dynamique, une structure compacte, une sortie numérique, etc. Parmi eux, le gyroscope à fibre optique interférométrique est actuellement le capteur de fibre optique commercial le plus réussi, et la taille du marché mondial devrait dépasser 3,6 milliards de dollars d'ici 2033. Cependant, en raison de seuils technologiques élevés, le marché est principalement dominé par quelques pays tels que les États-Unis, la France, la Chine, Israel, le Japon et la Allemagne.
Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans la technologie interférométrique du gyroscope à fibre optique, les fibres optiques traditionnelles à core solide entraînent à un coût élevé et à une consommation d'énergie en raison de la sensibilité du matériau (verre de silice) à des facteurs environnementaux tels que la température, le champ magnétique, les reflets et le rayonnement, et le système doit s'appuyer sur des mécanismes de protection et de rémunération du complexe. Par conséquent, depuis les années 1970, les chercheurs ont continué à rechercher des technologies alternatives avec une plus grande adaptabilité environnementale, formant principalement deux itinéraires: le gyroscope à fibre optique résonnant et le gyroscope à fibre optique à noyau creux. Cependant, ces deux solutions sont confrontées à des défis d'ingénierie majeurs et n'ont pas encore résolu les problèmes rencontrés par les gyroscopes à fibre optique interférométrique depuis les années 1970.
Étant donné que le concept de gyroscope à fibre optique aérien a été proposé en 2006 (un an plus tard que la communication à fibre optique aérienne), ce domaine est progressivement devenu un hotspot de recherche. Malgré l'excellente adaptabilité environnementale des fibres d'origine aérienne, les goulots d'étranglement techniques de la diffusion en mode, de la rétrodiffusion et de la divanque de polarisation qui existaient dans les fibres aériennes précoces ont longtemps limité la réalisation de leurs performances de mesure à haute précision. Il convient de noter que la technologie de communication en fibre de noyau creux a obtenu une application à grande échelle, tandis que le processus pratique du gyroscope à fibres creux creux est toujours à la traîne.
L'équipe de recherche a apporté un certain nombre de contributions clés dans le développement de la communication à fibre optique creux en Chine, et a été témoin du processus complet des technologies de communication à fibre optique à noyau creux d'un laboratoire à l'autre. Les membres de l'équipe sont parfaitement conscients que le gyroscope à fibres cœurs creux est à un stade critique de passage de la vérification technologique à l'application pratique. Cette recherche a réalisé deux grandes sauts technologiques à travers une série d'innovations: premièrement, la percée de la précision: la première fois que le gyroscope à fibre optique creux creux a été mis à niveau vers la précision de la magie de la navigation (0. 001 degré / h de l'ordre de magnitude); Et deuxièmement, la stabilité environnementale: la sensibilité à la température a été réduite par un ordre de grandeur par rapport à celle du gyroscope à fibre optique solide. Ces percées ont jeté une base technique solide pour le développement d'une nouvelle génération de systèmes de navigation inertielle de haute précision.
