【儀表網 儀表研發】近日，NIST表示，研究人員開發了一種加速度計，該加速度計使用激光代替機械應變來產生信號。它被稱為光機械加速度計，只有一毫米厚，可以提供更高的精度。
NIST設備由兩個硅芯片組成，紅外激光在底部芯片進入頂部，然后從頂部射出。頂部芯片包含由柔軟的硅梁懸掛的檢測質量，該質量僅是人發寬度的五分之一，這意味著它可以響應加速度自由上下移動。
檢驗質量是所有加速度計的一部分，包括新的NIST設備。它是相對于設備內部的固定參考點進行跟蹤的自由移動的質量。當加速度計減速，加速或切換方向時，檢測質量與參考點之間的距離會發生變化。檢測質量的運動產生可檢測的信號。許多常見的電子設備都使用加速度計，包括智能手機，這些智能手機可以檢測到何時拿起電話，從而激活屏幕進行查看。
在NIST設備中，檢測質量上的鏡面涂層和附著在底部芯片上的微型凹面鏡形成一個光學腔。拾取紅外激光的波長以使其幾乎與腔體的諧振波長匹配，這使得光在離開兩個鏡面之間來回多次反彈之前會逐漸增強強度。
當設備加速時，檢測質量移動，從而改變了腔的長度并改變了諧振波長。這進而改變了反射光的強度。通過光學讀數，可以將強度的變化轉換為加速度的量度。
NIST說，其他加速度計也使用光，但是NIST設備的設計使測量更直接，更準確。該設備還可以在很大的頻率范圍內工作，并且比類似設備經過了更多的測試。
它還確實需要耗時的定期校準。NIST說，它可以用作便攜式參考標準來校準目前市場上的其他加速度計，以使其更加準確。
當沒有GPS時，它對于改善關鍵軍事，潛艇和衛星系統的慣性導航很有用。NIST的研究人員Jason Gorman，Thomas LeBrun，David Long及其同事在Optica中描述了他們在該設備上的工作。他們的研究是名為NIST on Chip的NIST計劃的一部分。
NIST設備使科學家無需校準即可在從1赫茲到20赫茲的廣泛加速頻率范圍內降低測量的不確定性。研究人員正在做出改進，可以將不確定性降低到接近1%。
它能夠檢測質量小于氫原子直徑的千分之一的位移。光學機械加速度計可以檢測到小至320億分之ag的加速度，這是對地球重力加速度的度量。
NIST說，該靈敏度水平高于目前市場上所有具有類似尺寸和帶寬的加速度計。
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