ファイバージャイロスコープ

サニャック効果を組み込んだ光学ベースのジャイロは、経済的で堅牢かつ信頼性の高いパフォーマンスを提供します。

回転するローターの運動量に基づく従来のジャイロスコープは、方向および誘導データが必要な幅広い用途で使用されています。これらの機械装置は長年の実績があり、よく理解されていますが、衝撃や振動による損傷を受けやすく、軸を横切る加速度に敏感です。低価格バージョンでも信頼性の問題が発生する可能性があります。これらの問題を解決するために、エンジニアはリング レーザー ジャイロ (RLG)、光ファイバー ジャイロ (FOG)、コリオリ振動ジャイロ (CVG) などの代替技術を開発しました。

RLG と FOG は両方とも、1913 年に発見されたサニャック効果を採用しています。サニャック干渉計では、2 つの光ビームがリング構成を反対方向に横断します。干渉計を回転させると、一方のビームが通過する光路が実質的に短くなり、他方のビームは長くなります。 2 つのビームによって生成される干渉パターンは、回転角速度に比例した縞シフトを示します。

リングレーザージャイロは現在、航空機の慣性航法システムで広く使用されています。しかし、RLG は高真空と高精度のミラー技術を必要とするため、コストの問題により、ロボット工学、安定化、陸上ナビゲーションなどのローエンド アプリケーションへの普及が制限されています。

光ファイバージャイロ

特殊用途の光ファイバーのコイルを使用することにより、FOG は RLG と同じタスクを大幅に低いコストで実行します。動作の物理的原理はドップラー効果に似ていますが、この例では、逆方向に伝播する 2 つの光ビーム間の位相シフトの決定が含まれます。

干渉型光ファイバ ジャイロは、閉ループまたは開ループのいずれかとして構成できますが、前者のコストにより、現在はアビオニクスおよび慣性航法グレードの用途に制限されています。開ループ構成は、ファイバー コイル、1 つまたは 2 つの方向性結合器、および偏光子で構成され、すべてシングルモードの偏波保持光ファイバーで作られています。さらに、このシステムには、光源と検出器、および非相反位相変調を適用するためにファイバ コイルの一端の短い長さで巻かれた圧電 (PZT) デバイスが必要です。