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激光陀螺閉鎖難題被破解

助力高精度慣性導航技術跨越發展

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2026年06月30日08:07 | 來源:光明日報
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開車進隧道,導航有時會突然“迷路”,這是衛星信號被干擾了。對於飛機、潛艇、導彈來說,它們不能依賴衛星,而是裝了一種叫“激光陀螺”的裝置來感知方向,激光陀螺不光用於導航,也是通信的關鍵。

但激光陀螺存在一個名為“閉鎖”的技術難題。這一難題會導致高精度激光陀螺在低速狀態下失去探測能力。如今,我國科研人員找到了一種全新的解決辦法。記者近日獲悉,陸軍工程大學青年教員毛元昊與國防科技大學、湖南師范大學等單位組成的聯合團隊發表了一項突破性成果,該團隊首次將“自發手性對稱破缺”物理機制引入環形激光陀螺,在沿用現有成熟制造工藝的前提下,實現了無偏置元件的自偏置技術,從根源上破解了閉鎖效應,為研發小型化、全固態高精度慣性傳感器開辟了新路徑。

長期以來,各國科研人員只能依靠外加裝置來規避問題,如給陀螺中心裝個小馬達,讓它不停地微微抖動。但該方案設備體積大、能耗高,還會產生額外的抖動噪聲。

毛元昊介紹:“‘自發手性對稱破缺’,通俗地說,就是讓原本對稱的東西變得不對稱,從而獲得新的功能。”它能讓激光陀螺在幾乎不轉動的情況下,也能精准獲得信號。

更關鍵的是,不需要任何外加的機械抖動裝置了。“這意味著未來的激光陀螺可以做得很小,小到像一枚硬幣,甚至可以集成到一塊芯片上。”毛元昊說。

該成果的發表,對我國實現高精度慣性導航技術的自主可控與跨越式發展具有重大意義。同時該方案有望推動高性能激光陀螺向芯片化、低成本方向跨越式發展,在自主導航、移動通信、消費電子乃至基礎物理研究等領域產生深遠影響。以后自動駕駛汽車不會因為信號差而“迷路”,哪怕進了隧道,手機的導航箭頭依然能穩穩地指著方向。更小、更可靠的激光陀螺,還能助力衛星、火星車在遠離地球的地方飛得更遠、壽命更長。

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(責編:邢鄭、吳昊)

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