Ученые из Центра компетенций НТИ «Фотоника» при ПГНИУ разработали метод предотвращения аварийных отключений систем навигации беспилотников. В основе разработки лежит защита элементов волоконно-оптических гироскопов от действия пироэлектрического эффекта. Новый метод исключает вероятность выхода системы из строя при резком перепаде температуры. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Sciences.

«Пироэлектрический эффект проявляется при резких изменениях температуры в навигационных системах беспилотников. При таком явлении может происходить потеря оптического сигнала, и вся техника в таком случае перестает работать. Мы смогли усовершенствовать существующий метод решения этой проблемы», — рассказывает старший научный сотрудник Центра компетенций НТИ «Фотоника», руководитель лаборатории интегральной фотоники ПГНИУ Роман Пономарев.

В ходе исследования было установлено, что оптические потери повышаются не в одной точке волновода, а на всей его протяженности, кроме участков у самого края кристалла. Из-за подобного процесса мощность сигнала падает в 1000 раз, что делает беспилотники «слепыми». При этом, чтобы восстановить работу навигационных систем, в некоторых случаях потребуется порядка 45-50 минут.

Однако конкретного источника, где оптический сигнал начинает выходить за рамки волновода, установлено не было. Для определения мест потери ученые провели эксперименты по охлаждению и постепенному нагреванию шести видов ФИС. Одновременно с изменением температуры образцы проверялись на рефлектометрах, которые регистрировали точки «утечек» оптического сигнала.

«Решение проблемы пироэлектрического эффекта в ФИС найдено давно. Необходимо замкнуть полярные грани кристалла, например, проводящей пастой. Несмотря на это, крайне важно знать температурные условия, при которых пироэлектрический эффект может мешать работе оптической схемы. Эти знания будут актуальны при разработке новых решений и оценке их устойчивости к переменной температуре», — комментирует Роман Пономарев.

По словам ученых, новый метод позволяет не только определять существующие места оптических потерь, но и предсказывать опасные режимы работы навигационных систем. Кроме беспилотников разработка увеличит защищенность квантовых сетей связи и квантовой криптографии.