美國國防研究成果為新一代慣性傳感器的發展鋪平道路

MEMS器件的便攜性、低功耗、低成本促使它在現代軍事系統中無處不在，如導航陀螺儀、輕質收音機的微型麥克風，診斷傷員病情的醫用生物傳感器等。雖然目前使用MEMS傳感器十分普遍，但他們的工作性能仍低于理論極限的多個量級。導致此現象源于兩個障礙：熱波動和隨機量子波動，被稱為標準量子極限屏障。近日美國國防預先研究計劃局“光輻射冷卻和供暖集成器件”獲得突破。提高MEMS性能，克服障礙。克服標準量子極限，或海森堡極限，對器件的量子狀態提出精細的工程要求。

“光輻射冷卻和供暖集成器件”項目就是將微光學和機械部件組合到一個“光機”器件中。配以新的測量技術，此器件可超越量子極限運行。美國加州理工學院的ORCHID研究人員報道了一個新的方法在一個芯片上生成了“壓縮光”。他們的工作在最近發表在自然雜志上，名稱為《源自硅微機械諧振器的壓縮光》，文中有詳細報道。加州理工學院的研究人員使用變形的光學諧振腔，減小幅度波動，產生壓縮光，改變了典型的噪聲性能。研究人員顯著減小光的振幅噪聲，而其它參數沒有參與測量。總體而言，系統的整體噪聲是不變的，只是將噪聲從所測量的參數上轉移，而不改變先前的研究。這個新計劃采用芯片級、硅基技術，可部署應用于傳感器中。

這次突破在在定位、導航和定時實際應用中的具有巨大的重要性。這一研究成果為新一代具備優異性能的MEMS慣性傳感器的發展鋪平道路。