O conceito básico de giroscópio de fibra óptica

1、O conceito básico de giroscópio de fibra óptica

O giroscópio de fibra óptica moderno é um instrumento que pode determinar com precisão a orientação de objetos em movimento, é um instrumento de navegação inercial amplamente utilizado na indústria moderna de aviação, navegação, aeroespacial e de defesa, seu desenvolvimento tem um significado estratégico muito importante para a indústria de um país, defesa nacional e outros desenvolvimentos de alta tecnologia.

2、Definição de giroscópio de fibra óptica

O giroscópio de fibra óptica é um elemento sensível baseado em bobinas de fibra óptica.A luz emitida pelo diodo laser se propaga em duas direções ao longo da fibra óptica.A diferença do caminho de propagação da luz determina o deslocamento angular do elemento sensível.

As vantagens do giroscópio de fibra óptica em comparação com o giroscópio mecânico tradicional são todas de estado sólido, sem peças rotativas e de fricção, longa vida útil, grande faixa dinâmica, partida instantânea, estrutura simples, tamanho pequeno e peso leve.Comparado com o giroscópio a laser, o giroscópio de fibra óptica não tem problemas de travamento e não precisa usinar com precisão o caminho óptico no bloco de quartzo, portanto, o custo é relativamente baixo.

3、Princípio de funcionamento básico do giroscópio de fibra óptica

A implementação do giroscópio de fibra óptica é baseada principalmente na teoria de Segnick: quando o feixe de luz viaja em um canal em forma de anel, se o próprio canal do anel tiver uma velocidade de rotação, então o tempo necessário para a luz viajar na direção do a rotação do canal é mais do que o tempo necessário para viajar na direção oposta dessa rotação do canal.Isso significa que quando o loop óptico está girando, o alcance da luz do loop óptico muda em diferentes direções de deslocamento em relação ao alcance da luz do loop em repouso.Usando essa mudança na faixa óptica, a diferença de fase entre os dois loops ópticos ou a mudança na franja de interferência é detectada e a velocidade angular da rotação do loop óptico pode ser medida, que é o princípio de funcionamento do giroscópio de fibra óptica.

4、Introdução à teoria de Segnick

A teoria de Seignik diz que quando um feixe de luz avança em um loop, se o próprio loop tiver uma velocidade de rotação, então leva mais tempo para a luz avançar na direção da rotação do loop do que para avançar na direção oposta sentido de rotação da espira.

Isso significa que quando o loop óptico está girando, o alcance da luz do loop óptico muda em diferentes direções diretas em relação ao alcance da luz do loop em repouso.Ao usar essa mudança no alcance óptico, se for gerada interferência entre a luz que avança em diferentes direções para medir a velocidade de rotação do loop, um giroscópio de fibra óptica interferométrica pode ser criado.Se você usar essa mudança no caminho óptico do loop para obter a interferência entre a luz que circula no loop, ou seja, ajustando a frequência de ressonância da luz no loop de fibra óptica e medindo a velocidade de rotação do loop, um giroscópio de fibra óptica ressonante pode ser fabricado.