複合式矽光子陀螺儀晶片與微型化模組開發

計畫編號：MOST 110-2224-E110-004

執行機構：國立中山大學光電工程學系

總計畫主持人：邱逸仁

文字資料來源：科技部新聞資料【先進精準定位的利器 毫米尺寸矽光子光纖陀螺儀驅動晶片】

計畫主要成果

利用現今世界上所發展的新穎科技，即矽光子積體光電子(Si photonics)，設計與採用多個創新矽光子整合技術，將晶片面積大幅度降低，並以半導體晶圓廠製程技術，透過產學研上合作的模式，開發「微型化矽光子陀螺儀驅動晶片」；所開發矽光子光纖陀螺儀模組，已突破出戰術級規格的陀螺特性(Bias instability = 0.158 deg/hr)，將過去繁複的零件組合工程，以半導體製程方式整合於毫米(mm)級尺寸上的晶圓上，不僅可量產來分擔成本，預估可將成本降低於現今光纖陀螺儀成本的三分之一以下。

計畫團隊已成功驗證矽光子晶片的可行性，也開發了相關的技術應用領域，部分研究成果已發表於相關國內外專利、期刊及知名國際研討會。

計畫成果的後續發展

由於複雜的光訊息處理可濃縮於毫米級以下，可保有原多種優勢，又可鍵入多種感測與控制功能，將來可應用民生用品，如無人載具、自駕車和空拍機等平台穩定，而對於生醫檢測、自動駕駛車輛、智慧機器人、航空定位系統、立方衛星等微型化導控有極大的應用市場。

光纖陀螺儀主要應用於中高端特性導航系統上的遠端感測模組件，如航太、軍事、水下與無人載具等應用，對於導航上是一不可或缺的零組件；相對其他種陀螺儀比較而言，如雷射與半球型共振子陀螺儀，所感應精度與穩定度最高，因構造需精密加工，所需單價極高，而另一極端，以微機電方式製作因可以半導體製程製作，成本最低，也因機械式方式運作原理，特性屬於低端；光纖陀螺儀特性所涵蓋的範圍最大，因為零組件製作方式，可由中端到高端，可允許研發或製作上的精進範圍極大，對於未來延伸應用或可塑造可能性大，應用於他種產業上，深具潛力。然而傳統的光纖陀螺儀模組主要利用多個離散光電元件組成，所需組裝工程繁複，成本也因此不易降低；因此，以矽光子實現光纖陀螺儀的製作，便具有突破性意義。