Giroscópio de fibra

Incorporando o efeito Sagnac, os giroscópios ópticos oferecem desempenho econômico, robusto e confiável.

Os giroscópios tradicionais, baseados no impulso de um rotor giratório, são usados ​​em uma ampla gama de aplicações nas quais são necessários dados de orientação e orientação. Embora tenham sido testados e bem compreendidos, esses dispositivos mecânicos são suscetíveis a danos causados ​​por choques e vibrações e exibem sensibilidade à aceleração do eixo cruzado. Versões de custo mais baixo também podem sofrer problemas de confiabilidade. Na tentativa de resolver esses problemas, os engenheiros desenvolveram tecnologias alternativas, como giroscópios de laser de anel (RLGs), giroscópios de fibra óptica (FOGs) e giroscópios vibratórios Coriolis (CVGs).

Tanto o RLG quanto o FOG empregam o efeito Sagnac, descoberto em 1913. Em um interferômetro Sagnac, dois feixes de luz atravessam uma configuração de anel em direções opostas. A rotação do interferômetro encurta efetivamente o caminho óptico percorrido por um dos feixes, enquanto alonga o outro. O padrão de interferência produzido pelos dois feixes exibe um deslocamento de franja proporcional à velocidade angular de rotação.

Os giroscópios a laser em anel são agora amplamente utilizados em sistemas de navegação inercial para aeronaves. No entanto, como os RLGs exigem tecnologia de alto vácuo e espelho de precisão, questões de custo limitaram sua penetração em aplicações de baixo custo, como robótica, estabilização e navegação terrestre.

Giroscópios de fibra óptica

Ao empregar uma bobina de fibra óptica para fins especiais, os FOGs realizam as mesmas tarefas que os RLGs a um custo consideravelmente menor. O princípio físico de operação é análogo ao efeito Doppler, mas neste caso envolve a determinação da mudança de fase entre os dois feixes de luz de contrapropagação.

Os giroscópios interferométricos de fibra óptica podem ser configurados como circuito fechado ou circuito aberto, mas o custo do primeiro atualmente o restringe a aplicações de aviônica e navegação inercial. A configuração de malha aberta consiste em uma bobina de fibra, um ou dois acopladores direcionais e um polarizador, todos feitos de fibra óptica monomodo que mantém a polarização. Além disso, o sistema requer uma fonte óptica e um detector, e um dispositivo piezoelétrico (PZT) enrolado com um pequeno comprimento de uma extremidade da bobina de fibra para aplicar uma modulação de fase não recíproca.