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【据aerospacetestinginternational网站2021年3月9日报道】美国国家标准与技术研究院（NIST）Jason Gorman、Thomas LeBrun、David Long等研究人员研发了一种厚度为1毫米的光学-机械加速度计（optomechanical accelerometer）。这种加速度计使用激光代替机械应变产生信号，使用光进行加速度测量。该成果已发布在Optica杂志上。
光学-机械加速度计测量过程更简单，精度更高，可测量频率范围更广，且不需要定期校准。该加速度计能够应用在军用飞机、卫星、潜艇等平台惯导系统中，在无GPS信号条件下发挥重要作用。
NIST表示，光学-机械加速度计是美国“NIST on Chip”计划的重要组成部分。普通加速度计均通过测量“检测质量（proof mass）”（通常为具有一定质量的固体块）与器件内部固定参考点之间的相对位置变化来记录数据。检测质量的运动能够产生可检测的信号。
NIST开发的光学-机械加速度计主要工作原理如下：
光学-机械加速度计依靠红外光测量两个反射表面之间的距离变化。反射表面时间夹着很小的空间，空间可因检验质量移动发生变化。
检验质量由一根发丝直径五分之一细线悬挂在一侧反射面上，使其可自由移动；另一个反射面是加速度计的固定参考点，由不可移动的微型凹面镜组成。
两个反射面及其之间的空隙共同形成一个空腔。在该空腔中，合适波长的红外光可以在反射镜之间共振或来回反射，增强强度。如果检测质量因加速度而移动，就会改变反射镜之间的间隔，谐振波长也会发生变化。
为了精确跟踪谐振腔谐振波长的变化，研究人员在谐振腔内安装了固定单频激光发生器。研究人员还采用了光学频率梳（可以用作标尺来测量光波长的设备），以实现高精度腔体长度测量。
光学频率梳的标记可视为一系列波长相等的激光束。当检测质量在加速期间（缩短或延长空腔）移动时，反射光的强度会随着光学频率梳齿在谐振空腔内外变化引起的波长变化而变化。
在将检测质量的位移准确转换为加速度这个关键步骤中，研发团队新设计的模型更易于描述检验质量的位移与加速度之间的动态关系。通过优化建模，研发团队实现了无需校准设备情况下，在很宽的加速度频率范围（1kHz至20kHz）内有效降低加速度测量不确定性。目前，NIST开发的光学-机械加速度计的测量不确定性已降低到将近1%。
光学-机械加速度计能够检测小于氢原子直径十分之一的检验质量的位移，即可检测小至320亿分之一重力加速度，灵敏度高于现在所有同尺寸/带宽的加速度计。
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