Dünyanın en küçük optik jiroskobu geliştirildi

Yorumlar

Günümüz teknolojisinin vazgeçilmez ürünlerinden olan, mobil cihazlardan drone’lara kadar her türlü cihazda kullanılan jiroskop, aynı kütlede cisimlere farklı yönde uygulanan kuvvet değişimlerine dayana bir prensiple çalışır. Kuvvet yönündeki ve büyüklüğündeki değişim nesnenin oryantasyonu hakkında bilgi verir.

Cep telefonlarında da karşımıza çıkan jiroskop ise elektronik temelli çalışmaktadır. Bu devrelerin kısıtlı kapasitede çalışması ise optik jiroskopların geliştirilmesini sağlamıştır. Bu jiroksoplarda hareketli parça bulunmaması en büyük avantajlarıdır.

Optik jiroskoplar Sagnac prensibine dayanır. Fransız fizikçi Georges Sagnac tarafından geliştirilen sisteme göre bir ışık demeti ikiye bölünerek, bu demetlerin birbirine zıt dairesel yolda ilerlemeleri ve nihayetinde aynı sensöre aynı anda ulaşmaları sağlanır. Sensör döndürüldüğünde bir yöndeki ışık demetinin kat edeceği mesafe uzarken diğerinin ki azalacaktır. Işığın hızı sabit olduğundan sensöre ulaşma süreleri de değişecektir. Bu değişime dayanarak nesnenin hareketi, hızı ve yönü hesaplanabilir.

Optik jiroskopların en büyük sorunu ise boyutları. Bugüne kadar yapılan en küçük optik jiroskop golf topundan daha büyük. Küçültüldüğünde ise ışığın kat ettiği mesafe azalıyor, ışık gücü düşüyor ve dış etkenler kirliliğe sebebiyet veriyor. Sensör hassasiyeti de farkı anlamakta yetersiz kalıyor. Bu da onların mobil cihazlarda kullanılmasını imkânsız hale getiriyor.

California Teknoloji Enstitüsü araştırmacıları, günümüz jiroskoplarından 500 kat daha küçük optik jiroskop geliştirmeyi başarmışlar. Buna rağmen yeni jiroskop 30 kat daha düşük güçteki ışıkları algılayabiliyor.

Bilim adamları bu başarıyı, geliştirdikleri “karşılıklı arttırılmış hassasiyet” adındaki bir tekniğe borçlular. Yeni teknikte ışın demetleri minyatürize edilmiş optik dalgalar arasında ilerliyor. Bu dalgaları elektriği taşıyan kablolara benzetmek mümkün. Bu sistem dış etkenleri engellerken, ışık demetlerinin sorunsuzca sensöre ulaşmalarını sağlıyor. Bu sayede pirinç tanesi boyutunda optik jiroskop geliştirmek mümkün hale geliyor.