【產(chǎn)通社，5月16日訊】暨南大學（Jinan University）官網(wǎng)消息，物理與光電工程學院（理工學院）丁偉研究員/汪瀅瑩研究員團隊與中國船舶集團第七〇七研究所趙小明研究員/羅巍研究員/李茂春研究員團隊展開深度合作，在高精度空芯光纖陀螺（Air-core FOG）領域?qū)崿F(xiàn)里程碑式突破。研究團隊成功研制出全球首個導航級精度空芯光纖陀螺，其零偏不穩(wěn)定性達到0.0017°/h，較現(xiàn)有記錄降低30倍，樣機連續(xù)穩(wěn)定運行超185小時。相關(guān)成果以 “Navigation-grade interferometric air-core antiresonant fibre optic gyroscope with enhanced thermal stability” 為題發(fā)表于頂尖期刊《Nature Communications》。暨南大學為第二完成單位，孫一之講師、高壽飛副研究員與七〇七所李茂春研究員為論文共同第一作者，丁偉研究員與七〇七所趙小明研究員為共同通訊作者。

慣性導航（Inertial Navigation）技術(shù)通過慣性傳感器（加速度計與陀螺儀）測量運動體的加速度與角速度，進而可推算出位置、速度和姿態(tài)等狀態(tài)信息。該技術(shù)不依賴于衛(wèi)星等外部參考信號，被譽為軍民領域的“工業(yè)明珠”技術(shù)。角速度傳感器是整個慣性導航系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。

光纖陀螺儀（FOG）憑借全固態(tài)、啟動快、不受加速度影響、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)緊湊、輸出數(shù)字化等優(yōu)勢，成為最具前景的角速度傳感器，能夠覆蓋從消費級、戰(zhàn)術(shù)級、導航級到戰(zhàn)略級的全精度需求。其中，干涉型光纖陀螺儀（IFOG）是目前最成功的商用光纖傳感器，預計2033年全球市場規(guī)模將突破36億美元。然而受制于技術(shù)門檻，該市場主要由美國、法國、中國、以色列、日本和德國等少數(shù)國家主導。

盡管IFOG技術(shù)已取得顯著進步，但傳統(tǒng)實芯光纖由于材料（二氧化硅玻璃）對溫度、磁場、強光和輻射等環(huán)境因素敏感，系統(tǒng)需依賴復雜的防護與補償機制，導致成本高、能耗大。因此，自1970年代以來，研究者不斷尋求環(huán)境適應性更強的替代技術(shù)，主要形成諧振式光纖陀螺（RFOG）與空芯光纖陀螺（Air-core FOG）兩條路線。然而，這兩種方案均面臨重大工程技術(shù)挑戰(zhàn)，尚未根本解決IFOG自1970年代以來面臨的問題。

自2006年起，空芯光纖FOG成為研究熱點。盡管空氣纖芯具有優(yōu)異的環(huán)境適應性，但由于早期空芯光纖模式雜散、背向散射、偏振串擾等問題，長期限制了其高精度測量性能。

空芯光纖陀螺概念的提出僅比空芯光纖通信（2005年）晚一年。如今，空芯光纖通信（Air-core Telecom）已進入規(guī)模應用階段，而空芯光纖FOG實用化進程仍明顯落后。

研究團隊在我國空芯光纖通信發(fā)展過程中做出過多項關(guān)鍵貢獻，見證了空芯光纖通信技術(shù)從實驗室走向應用的完整過程。團隊成員敏銳地意識到，空芯FOG正處于從技術(shù)驗證邁向?qū)嶋H應用的關(guān)鍵階段。

本次研究通過一系列創(chuàng)新實現(xiàn)了兩大技術(shù)跨越：
  1. 精度突破：首次將空芯FOG提升至導航級精度（0.001°/h量級）；
  2. 環(huán)境穩(wěn)定性：溫度靈敏度較實芯FOG降低一個數(shù)量級；
這一里程碑式成果標志著我國在空芯光纖陀螺技術(shù)領域?qū)崿F(xiàn)從理論創(chuàng)新到工程應用研究的完整跨越，為全球慣性導航技術(shù)發(fā)展鐫刻下鮮明的中國印記。

查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://ipt.jnu.edu.cn/2025/0416/c15858a834063/page.htm，以及https://www.nature.com/articles/s41467-025-58381-6。（Robin Zhang，產(chǎn)通數(shù)造）    （完）