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दुनिया का सबसे नन्हा ऑप्टिकल गायरोस्कोप चावल के दाने से भी छोटा है


गायरोस्कोप्स बहु-कार्यात्मक उपकरण हैं जिनका उपयोग आज वाहनों से लेकर ड्रोन तक सभी को उन्मुख करने में किया जाता है। यद्यपि हम उनके बारे में कभी नहीं सोचते हैं, वे लगभग हर उस तकनीक में मौजूद हैं जिसका हम दैनिक उपयोग करते हैं।

यह बिना कहे चला जाता है कि उनके सर्वव्यापी क्रियान्वयन के निकट होने के लिए, आधुनिक समय के इंजीनियरों को उन्हें काफी छोटा करना पड़ा है। इन छोटे उन्नत गायरोस्कोप संस्करणों को माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सेंसर (एमईएमएस) कहा जाता है और एक को खोजने के लिए आपको अपने सेल फोन की तुलना में आगे देखने की आवश्यकता नहीं है।

प्रभाव में Sagnac प्रभाव!

हालांकि, एमईएम अपनी संवेदनशीलता में सीमित हैं, इसलिए इंजीनियरों ने बेहतर ऑप्टिकल गाइरोस्कोप भी विकसित किए हैं जो बेहतर सटीकता के साथ और चलती भागों की चूक के साथ प्रदर्शन करते हैं। ऐसा करने के लिए ये उपकरण Sagnac प्रभाव के रूप में संदर्भित एक घटना पर भरोसा करते हैं।

फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जॉर्जेस सग्नैक के नाम पर, इस ऑप्टिकल प्रभाव को आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत में निहित किया गया है, यह देखते हुए कि ऑप्टिकल गायरोस्कोप प्रकाश की एक किरण को दो में विभाजित करता है और फिर इसके डिटेक्टर पर अब अलग बीम के आगमन में हेरफेर करने के लिए घूमता है।

यह एक परिपत्र मार्ग के साथ विपरीत दिशाओं में यात्रा करते हुए दो जुड़वां बीम बनाता है जो तब अलग-अलग समय में एक ही प्रकाश डिटेक्टर से मिलते हैं क्योंकि रोटेशन की चाल ने बीम की यात्रा में से एक को विलंबित कर दिया है। परिणामी चरण पारी को सग्नाक प्रभाव के रूप में जाना जाता है और ऑप्टिकल गायरोस्कोप द्वारा अभिविन्यास की गणना करने के लिए इसका उपयोग किया जाता है।

यद्यपि बहुत उपयोगी, अब तक का सबसे अच्छा उच्च-प्रदर्शन ऑप्टिकल गायरोस्कोप एक गोल्फ की गेंद से बड़ा रहा है और इसलिए आज के अधिकांश पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ असंगत है। इन उच्च-सटीक उपकरणों के छोटे संस्करणों के निर्माण के पिछले प्रयासों, दुर्भाग्य से, हमेशा एक कम Sagnac प्रभाव संकेत हुआ है और इसलिए विश्वसनीयता और सटीकता कम हो गई है।

अब, इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंस के डिवीजन में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और मेडिकल इंजीनियरिंग के ब्रेन प्रोफेसर अली हज़िमिरी के नेतृत्व में कैलटेक इंजीनियरों की एक टीम ने इन उपकरणों को सिकोड़ने का एक तरीका ढूंढ लिया है, जबकि एक ही समय में उनकी सटीकता में सुधार हुआ है। खोज हमेशा ऑप्टिकल गाइरोस्कोप के उपयोग को बदलने के लिए बाध्य है, संभावना है कि उन्हें MEMS से भी अधिक लोकप्रिय और कभी-कभी मौजूद है।

पारस्परिक संवेदनशीलता में वृद्धि

कैलटेक का उपन्यास ऑप्टिकल गायरोस्कोप है 500 बार वर्तमान में उपलब्ध सर्वोत्तम उपकरणों की तुलना में छोटा है, जो इसे चावल के दाने से छोटा बनाता है, फिर भी यह चरण बदलाव का पता लगा सकता है 30 बार यहां तक ​​कि सबसे सटीक मॉडल की तुलना में छोटा है। ऐसा करने के लिए, छोटे उपकरण "पारस्परिक संवेदनशीलता वृद्धि" नामक कुछ का उपयोग करता है।

यह तकनीक सग्ना प्रभाव से प्राप्त संकेतों को प्रभावित किए बिना ऑप्टिकल गायरोस्कोप के पारस्परिक शोर को बाहर निकालने के लिए एक उपन्यास बुद्धिमान विधि है। इस तरह, सिस्टम में सिग्नल-टू-शोर अनुपात एक बड़े डिवाइस की आवश्यकता के बिना इसमें सुधार होता है। परिणाम प्रभावशाली बेहतर सटीकता के साथ छोटे ऑप्टिकल गायरोस्कोप है।

कैलटेक के आविष्कार का वर्णन नवंबर के अंक में प्रकाशित "पारस्परिक संवेदनशीलता बढ़ाने के साथ नैनोपोटोनिक ऑप्टिकल गायरोस्कोप" नामक एक अध्ययन में किया गया है।प्रकृति फोटोनिक्स.

शोध को रोथेनबर्ग इनोवेशन इनिशिएटिव द्वारा वित्त पोषित किया गया था।


वीडियो देखना: Gyroscopic Instruments (अक्टूबर 2021).