مفهوم اصلی ژیروسکوپ فیبر نوری

1، مفهوم اساسی ژیروسکوپ فیبر نوری

ژیروسکوپ فیبر نوری مدرن ابزاری است که می تواند جهت گیری اجسام متحرک را به دقت تعیین کند، این یک ابزار ناوبری اینرسی است که به طور گسترده در صنعت هوانوردی، ناوبری، هوا فضا و دفاع مدرن استفاده می شود، توسعه آن اهمیت استراتژیک بسیار مهمی برای صنعت کشور، دفاع ملی دارد. و سایر توسعه های با تکنولوژی بالا.

2- تعریف ژیروسکوپ فیبر نوری

ژیروسکوپ فیبر نوری یک عنصر حساس بر اساس سیم پیچ های فیبر نوری است.نور ساطع شده از دیود لیزر در دو جهت در امتداد فیبر نوری منتشر می شود.تفاوت مسیر انتشار نور، جابجایی زاویه ای عنصر حساس را تعیین می کند.

مزایای ژیروسکوپ فیبر نوری در مقایسه با ژیروسکوپ مکانیکی سنتی همه حالت جامد، بدون قطعات چرخشی و قطعات اصطکاکی، عمر طولانی، محدوده دینامیکی زیاد، شروع فوری، ساختار ساده، اندازه کوچک و وزن سبک است.در مقایسه با ژیروسکوپ لیزری، ژیروسکوپ فیبر نوری مشکل قفل ندارد و نیازی به ماشینکاری دقیق مسیر نوری در بلوک کوارتز ندارد، بنابراین هزینه نسبتا کم است.

3، اصل کار ژیروسکوپ فیبر نوری

اجرای ژیروسکوپ فیبر نوری عمدتاً بر اساس تئوری Segnick است: هنگامی که پرتو نور در یک کانال حلقه‌ای شکل حرکت می‌کند، اگر کانال حلقه خود دارای سرعت چرخش باشد، زمان لازم برای حرکت نور در جهت چرخش کانال بیشتر از زمان لازم برای حرکت در جهت مخالف چرخش این کانال است.به این معنی که وقتی حلقه نوری در حال چرخش است، محدوده نور حلقه نوری در جهات مختلف حرکت با توجه به محدوده نور حلقه در حالت استراحت تغییر می کند.با استفاده از این تغییر در محدوده نوری، اختلاف فاز بین دو حلقه نوری یا تغییر حاشیه تداخل تشخیص داده می شود و سرعت زاویه ای چرخش حلقه نوری که اصل کار ژیروسکوپ فیبر نوری است اندازه گیری می شود.

4- مقدمه نظریه Segnick

تئوری Seignik می گوید که وقتی یک پرتو نور در یک حلقه پیش می رود، اگر خود حلقه سرعت چرخش داشته باشد، زمان بیشتری طول می کشد تا نور در جهت چرخش حلقه پیشروی کند تا اینکه در جهت مخالف پیشروی کند. جهت چرخش حلقه

این بدان معنی است که وقتی حلقه نوری در حال چرخش است، محدوده نور حلقه نوری در جهات مختلف رو به جلو نسبت به محدوده نور حلقه در حالت استراحت تغییر می کند.با استفاده از این تغییر در محدوده نوری، اگر تداخلی بین نوری که در جهات مختلف پیش می‌رود برای اندازه‌گیری سرعت چرخش حلقه ایجاد شود، می‌توان یک ژیروسکوپ فیبر نوری تداخل‌سنجی ایجاد کرد.اگر از این تغییر در مسیر نوری حلقه برای دستیابی به تداخل بین نور در گردش در حلقه استفاده کنید، یعنی با تنظیم فرکانس تشدید نور در حلقه فیبر نوری و سپس اندازه گیری سرعت چرخش حلقه، می توان یک ژیروسکوپ فیبر نوری تشدید کننده تولید کرد.