提升谐振式陀螺灵敏度：硅基盘型腔DQ乘积优化研究

"硅基盘型腔的光学谐振式陀螺DQ乘积优化" 在光学领域，硅基盘型腔的光学谐振式陀螺（Resonator Optical Gyro, ROG）因其高Q值特性而备受关注。这种谐振腔作为ROG的核心组件，能够推动谐振式陀螺的小型化和集成化发展。Q值是衡量谐振器能量衰减快慢的参数，高Q值意味着谐振腔内光能的储存时间更长，从而提高了系统的灵敏度。 谐振式陀螺的极限灵敏度与谐振腔的DQ乘积有直接关系，这里的DQ乘积是谐振腔直径D与Q值的乘积。DQ乘积越大，陀螺的极限灵敏度越高。因此，为了提升谐振式陀螺的性能，研究人员提出制作直径更大的盘型谐振腔以增大DQ乘积。理论计算和仿真分析揭示了Q值、DQ乘积以及陀螺灵敏度与谐振腔直径之间的具体关系，这为设计和优化谐振腔提供了理论依据。 在实验中，科研人员利用传统的半导体制造工艺，制备了一系列直径范围从400微米到10毫米的盘型谐振腔，并通过锥形光纤进行耦合测试，获取了输出透射谱线。实验结果显示，谐振腔的直径D与Q值呈正比关系，这意味着随着谐振腔直径的增加，Q值也随之增大。当直径达到10毫米时，Q值可高达1.2×10^6，这表明还有很大的提升空间，特别是在工艺精度和后续优化方面。 根据实验数据，通过理想条件下的理论计算，可以得出谐振式陀螺的极限灵敏度可达到0.02°/s。这一结果为提高谐振式陀螺的灵敏度提供了新的设计思路。文章《硅基盘型腔的光学谐振式陀螺DQ乘积优化》发表在《中国激光》2015年第42卷第10期，作者们探讨了光学器件、盘型谐振腔、谐振式陀螺、DQ乘积以及极限灵敏度等相关概念，为相关领域的研究提供了宝贵的参考。 关键词：光学器件；盘型谐振腔；谐振式陀螺；DQ乘积；极限灵敏度 中图分类号：O436 文献标识码：A doi:10.3788/CJL201542.1002002 这项研究不仅加深了我们对谐振式陀螺工作原理的理解，也为未来开发更高性能的光学陀螺仪指明了方向，特别是在微电子和航空航天等需要高精度姿态测量的领域，具有重要的应用价值。