Создан новый сверхчувствительный лазерный акселерометр для смартфонов и других мобильных устройств

Лазерный акселерометр


Любой владелец смартфона или планшетного компьютера знает, что акселерометр является одним из ключевых датчиков этих устройств, который позволяет телефону узнать, когда, куда и насколько он был перемещен. У акселерометров есть масса и других применений, к примеру, в инерционных навигационных системах и системах стабилизации видеокамер. В скором будущем все функции электронных устройств, так или иначе связанные с акселерометрами, будут работать намного лучше благодаря усилиям исследователей из Калифорнийского технологического института, которые разработали новый тип малогабаритного лазерного акселерометра, характеристики которого во много раз превосходят характеристики существующих твердотельных акселерометров.

В своем большинстве акселерометры являются микроэлектромеханическими системами, использующими электрические цепи для измерения перемещения микроскопического объекта, называемого измерительным телом. Это измерительное тело установлено внутри акселерометра на гибких пружинных подвесках и любое перемещение всего устройства заставляет измерительное тело перемещаться относительно своего изначального положения, нулевой точки. В новом лазерном акселерометре Калифорнийского технологического института электрические измерительные цепи заменены лазерным светом, что позволило добиться небывалой точности и быстродействия этого датчика.

Ученые изготовили на поверхности кремниевого чипа так называемую оптическую впадину, углубление 20 микронов длиной, один микрон шириной и глубиной в несколько десятых долей микрона. Через эту впадину проходят, два параллельных кремниевых рельса, которые являются световодом для микроскопических лучей лазерного света. Свет лазера, пройдя по "рельсовому" световоду, отражается несколько раз вперед-назад и покидает пределы оптической впадины.

Измерительное тело акселерометра установлено на одной из "рельс" световода. Когда оно перемещается, оно заставляет перемещаться и сам рельс, который обладает некоторой гибкостью, изменяя величину промежутка оптического волновода. Все это сказывается на интенсивности и поляризации света, выходящего из оптической впадины. Анализируя интенсивность света, такой акселерометр может зарегистрировать движение самой малой величины.

Согласно информации, опубликованной учеными в журнале Nature Photonics, акселерометр может зарегистрировать перемещение измерительного тела на несколько фемтометров, приблизительно диаметр протона. Такие крошечные перемещения не могут происходить медленно, но акселерометр справляется и с этой задачей, он способен регистрировать движение, которое длится всего десятки микросекунд времени, что в тысячи раз лучше, чем это могут сделать самые лучшие современные датчики-акселерометры.

Но, прежде чем новые акселерометры попадут внутрь смартфонов и другой потребительской электроники, ученые и инженеры должны выяснить метод, который позволит объединить на одном кремниевом кристалле лазеры, оптические цепи и кремниевую микроэлектронику. При этом, производственный процесс должен быть достаточно простым для того, что бы само производство было рентабельным при достаточно низкой стоимости конечного изделия.




Ключевые слова:
Лазер, Чувствительность, Акселерометр, Датчик, Перемещение, Кремний, Световод, Мобильный, Телефон, Смартфон, Компьютер, Устройство

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан первый в своем роде "резиновый" лазер на основе жидкокристаллическ ...
  • Создана первая в мире технология перемещения фотонов света при помощи механ ...
  • Создан оптоэлектронный чип - миниатюрный лазерный проектор, не имеющий опти ...
  • Оптоволоконный кабель со встроенной электроникой ускорит и сделает надежней ...
  • Крошечные металлические бусинки, удерживаемые электрическим полем - основа ...




  • 28 октября 2012 17:15
    #1 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Из пушки по воробьям, мне же не давление света на телефон в невесомости надо измерять и не скрытые тектонические возмущения земли с точностью в диаметр протона. А к акселерометру наверное еще и минипроцессор будет, чтобы постараться выделить среди бесконечного шума показаний подходящие макроперемещения.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.