Giroscopio de fibra

Al incorporar el efecto Sagnac, los giroscopios de base óptica ofrecen un rendimiento económico, robusto y confiable.

Los giroscopios tradicionales, basados ​​en el impulso de un rotor giratorio, se utilizan en una amplia gama de aplicaciones en las que se requieren datos de orientación y guía. Aunque han sido probados y bien comprendidos, estos dispositivos mecánicos son susceptibles a sufrir daños por golpes y vibraciones y exhiben sensibilidad a la aceleración transversal. Las versiones de menor costo también pueden sufrir problemas de confiabilidad. En un intento por resolver estos problemas, los ingenieros han desarrollado tecnologías alternativas como giroscopios láser de anillo (RLG), giroscopios de fibra óptica (FOG) y giroscopios vibratorios Coriolis (CVG).

Tanto el RLG como el FOG emplean el efecto Sagnac, descubierto en 1913. En un interferómetro Sagnac, dos haces de luz atraviesan una configuración de anillo en direcciones opuestas. Al girar el interferómetro se acorta efectivamente el camino óptico recorrido por uno de los haces, mientras que se alarga el otro. El patrón de interferencia producido por los dos haces muestra un desplazamiento marginal proporcional a la velocidad angular de rotación.

Los giroscopios con láser de anillo se utilizan ahora ampliamente en sistemas de navegación inercial para aviones. Sin embargo, dado que los RLG requieren tecnología de espejo de precisión y alto vacío, los problemas de costos han limitado su penetración en aplicaciones de gama baja como la robótica, la estabilización y la navegación terrestre.

giroscopios de fibra óptica

Al emplear una bobina de fibra óptica de propósito especial, los FOG realizan las mismas tareas que los RLG a un costo considerablemente menor. El principio físico de funcionamiento es análogo al efecto Doppler, pero en este caso implica la determinación del desfase entre los dos haces de luz que se propagan en contra.

Los giroscopios de fibra óptica interferométrica se pueden configurar como circuito cerrado o circuito abierto, pero el costo del primero actualmente lo restringe a aplicaciones de aviónica y navegación inercial. La configuración de bucle abierto consta de una bobina de fibra, uno o dos acopladores direccionales y un polarizador, todos hechos de fibra óptica monomodo que mantiene la polarización. Además, el sistema requiere una fuente óptica y un detector, y un dispositivo piezoeléctrico (PZT) enrollado con una pequeña longitud de un extremo de la bobina de fibra para aplicar una modulación de fase no recíproca.