相较于传统惯性自旋陀螺仪，光纤陀螺仪（FOG）不依赖运动惯性，能提供高精确度转动讯息，但组装工程繁复、成本压不低。现在，中山大学团队采用创新硅光子整合技术将芯片面积大幅缩小，并结合半导体晶圆制程技术开发出微型硅光子陀螺仪驱动芯片，达到体积缩小、成本降低且可大量生产等优势。
在各种类型陀螺仪当中，激光陀螺仪、半球型共振子陀螺仪感应精度与稳定度最高，但构造复杂需精密加工，单价极高；而机械式陀螺仪成本低，但精度也最差；光纤陀螺仪刚好弥补上述两个极端，一般来说主要应用于中高端导航系统上的远端感测模组件，如航太、直升机、民用小飞机、水下与无人载具等，是导航系统中不可或缺的零组件。
然而传统光纤陀螺仪模组主要利用多个离散光电元件组成，组装工程也颇繁复，成本虽然激光陀螺仪、半球型共振子陀螺仪高，但也不易再降低。
因此，由中山大学光电工程学系、电机系多名教授与国际知名导航技术专家刘人仰博士组成的中山硅光子团队，便思考起若能以便宜的硅制作光纤陀螺仪，在降低成本方面将具突破性意义。
邱逸仁教授解释，目前商用的光纤陀螺仪系统由离散光电元件组成，包含宽频谱光源、光耦合器、检光器、相位调变器、光纤线圈、驱动电路等，而在高精度光纤陀螺仪中还需额外加入光源稳定滤波器、即时波长监测器、回授降噪光路系统等，导致体积趋于庞大。
于是团队利用硅光子积体光电子（Si photonics）技术，整合硅光子与半导体晶圆厂制程开发出“微型化硅光子陀螺仪驱动芯片”，将硅光子光纤陀螺仪模组整合于毫米级尺寸晶圆上，和传统光纤陀螺仪比较，硅光子陀螺仪在运转速度、减少光能量损失、设备长度等方面都更优秀。
▲ 缩至掌上型大小的光纤陀螺仪。
开发过程中，总计划主持人光电工程学系邱逸仁教授负责宽频谱光源整合技术开发；刘人仰博士与光电工程学系洪勇智教授担任共同计划主持人，开发陀螺仪封装技术与微型化光纤环；电机系王朝钦教授负责发展闭回路电子芯片；硅光子陀螺芯片的开发则由洪勇智、于钦平、林宗贤教授共同开发；低损耗光波导线圈研究由李晁逵教授及王俊达教授主导；系统量测与降噪声技术开发由魏嘉建教授负责。
新型芯片不只可量产，还能将成本减至现今光纤陀螺仪成本（1～2 万美元）的三分之一。此外，由于复杂的光讯息处理可浓缩于毫米级以下缩小整体尺寸，将来还可应用在民生，比如自驾车、空拍机、生医检测等，立方卫星也具有极大市场。
（图片来源：科技新报）
