فراتر از «جی‌پی‌اس»؛ تراشه‌های فوتونیک ناوبری پهپاد‌ها را متحول می‌کنند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از سایتک دیلی، محققان دانشگاه روچستر در حال ساخت تراشه‌های فوتونیکی هستند که می‌تواند جایگزین ژیروسکوپ‌هایی شود که در حال حاضر در وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین یا پهپادها استفاده می‌شود و آن‌ها را قادر می‌سازد در جایی که سیگنال‌های «جی‌پی‌اس» (GPS) مسدود شده یا در دسترس نیست پرواز کنند. دانشمندان با استفاده از تکنیکی کوانتومی به نام «تقویت ارزش ضعیف»، قصد دارند سطح حساسیت یکسانی از ژیروسکوپ‌های نوری حجیم را روی تراشه‌های فوتونی کوچک و دستی فراهم کنند و به طور بالقوه ناوبری هواپیماهای بدون سرنشین را تغییر دهند.

جیمی کاردناس (Jaime Cardenas)، استادیار موسسه اپتیکال، کمک مالی جدیدی از بنیاد ملی علوم برای توسعه تراشه‌ها تا سال ۲۰۲۶ دریافت کرد. کاردناس می‌گوید ژیروسکوپ‌های فیبر نوری که امروزه در پیشرفته‌ترین هواپیماهای بدون سرنشین مورد استفاده قرار می‌گیرند، شامل قرقره‌هایی از فیبر به طول چندین کیلومتر هستند که گستره دینامیکی یا پویایی محدودی دارند.

او می‌گوید: در حال حاضر، حساسیت و پایداری یک ژیروسکوپ باید اساساً بین اندازه و وزن آن مبادله شود. با کوچک‌تر شدن پهپادها و ماهواره‌ها، نیاز به ژیروسکوپ‌های درجه ناوبری بسیار فشرده حیاتی می‌شود. ژیروسکوپ‌های مینیاتوری پیشرفته، فشرده و مستحکم هستند، اما از نقص عملکردی رنج می‌برند که مانع استفاده از آن‌ها در ناوبری می‌شود.

به گفته کاردناس، تقویت ارزش ضعیف مزایایی را نسبت به روش‌های سنتی فراهم می‌کند  زیرا سیگنال اندازه‌گیری تداخل سنجی را بدون هزینه‌ای برای تقویت چندین شکل نویز فنی افزایش می‌دهد. بااین‌حال، تظاهرات قبلی تقویت ارزش ضعیف به تنظیمات آزمایشگاهی پیچیده با تراز دقیق نیاز دارد. کاردناس در تلاش است تا تقویت ارزش ضعیف را بر روی یک تراشه فوتونیک کوچک با یک تشدیدکننده حلقه فاکتور با کیفیت بالا اجرا کند.