Optica：自校准光机械加速度计

高精度加速度计在诸如火箭、汽车安全气囊设计和结构监测，以及其他现代技术中发挥着越来越重要的作用。 然而，目前现有的对速度计的搭建和校准方法限制了其分辨率和准确性。

美国国家研究标准技术研究院（NIST）的科研人员设计了一种自校准的光机械加速度计，该加速度计在两个硅芯片之间采用了一个微小的Fabry-Pérot腔（Optica，doi：10.1364 / OPTICA.413117）。 与之前的光机械加速度计相比，新装置体积更小，可安装在几厘米高的钢结构中，其波长范围更宽，精度也更高。

使用光学方法测量加速度的NIST光学机械加速度计。

加速度计的结构和原理

加速度计结构为安装在钢包覆的两个堆叠硅芯片，红外激光通过保偏光纤入射到底部芯片。底部芯片包含一个微小的半球形硅镜，其具有入射光四分之一波长的周期性涂层。硅透镜的曲率半径约为410μm。顶部芯片包含一个矩形的检测块，该检测块通过氮化硅束悬吊在其余的硅芯片上。该设计支持检测块自由上下移动，从而对应检测设备的加速度。

检测质量块上的镜面涂层和嵌入在底部芯片中的半球形镜面共同形成了FP腔。当注入的激光与腔的共振波长匹配时，激光会在腔内累积直到透射光的强度等于输入光。对设备施加加速度会垂直移动检测质量块，并更改FP腔的大小及其共振频率。这种腔的变化会改变光输出的强度。在这里，检测块就像一个简单的谐波振荡器一样运动，可以很容易地根据激光输出波长将微小的位移转换为加速度测量值。

加速度计的应用

NIST的科学家制造了两种版本的加速度计，对应两种不同情况的应用。一种设计用于在正常的室温和气压下运行，另一种设计用于真空条件。该团队仔细测量了两种环境中的位移本底噪声和位移频谱密度。

研究人员表示，不只是加速度，未来可将该新型加速计改进应用测量微小的力，压强和重力。也许下一代的光机械加速度计将监视火山喷发，甚至用于检测宇宙中的暗物质。