Nature丨南科大周鑫课题组在奇点增强芯片级陀螺仪研究中取得重要进展

背景: 芯片级科里奥利振动陀螺仪虽具有小型化、集成化优势，但因微尺度器件的噪声和物理限制，其灵敏度和信噪比远不及宏观陀螺仪。研究目的: 南方科技大学研究团队旨在突破传统芯片级陀螺仪的性能局限，提出并实验验证一种基于尖点突变奇点来增强科里奥利效应的新型方案。结论: 团队通过在硅基圆盘谐振器中引入相位跟踪控制和模态耦合，使系统工作于尖点奇点附近，将响应从线性转为三次方根标度，使有效科里奥利因子提升约三个数量级，信噪比提升253倍，测量精度提升297倍。基于相位调制读出，实现0.00036°/√h的角度随机游走，性能逼近高端半球谐振陀螺，优于现有硅基芯片陀螺近一个数量级。该研究为高性能、低成本微型化惯性传感器提供了新物理机制与技术路径。