Волоконно-оптичний гіроскоп (ВОГ) — це оптико-електронний прилад, що вимірює абсолютну (відносно інерційного простору) кутову швидкість. Як і у всіх оптичних гіроскопів, принцип роботи заснований на ефекті Саньяка.
Промінь світла у волоконно-оптичному гіроскопі проходить через котушку оптоволокна, звідси і назва. Для підвищення чутливості гіроскопа використовують світловод великої довжини (близько 1000 метрів) укладений витками. На відміну від кільцевого лазерного гіроскопа, у волоконно-оптичних гіроскопах зазвичай використовується світло з дуже малою довжиною когерентності, що необхідно для збільшення точності гіроскопа до задовільного рівня. Як джерело світла може використовуватися навіть не лазерний прилад, а, наприклад, світлодіод.
Принцип роботи ред.
В оптичному гіроскопі широке застосування знаходять частотні і фазові модулятори.
Модулятори першого типу переводять фазу Саньяка в зміни різниці частот протилежно спрямованих променів; при компенсації фази Саньяка різницева частота пропорційна кутовій швидкості обертання Ω. Перевагою частотних модуляторів під час використання у ВОГ є подання вихідного сигналу в цифровому вигляді.
Модулятори другого типу переводять фазу Саньяка в зміну амплітуди сигналу, що виключає низькочастотні шуми і полегшує вимір інформаційного параметра.
Частотні модулятори засновані на акустооптичному ефекті, який полягає в тому, що під час проходження в середовищі ультразвукових коливань у ньому з'являються ділянки з механічними напруженнями (області стиснення і розрідження), що призводить до зміни показника заломлення середовища. Викликані ультразвуковою хвилею зміни показника заломлення середовища утворюють центри дифракції для падаючого світла. Частотний зсув світла визначається частотою ультразвукових коливань.
Властивості приладу ред.
Появі волоконно-оптичного гіроскопа сприяв розвиток волоконної оптики, а саме розробка одномодового діелектричного світловоду з особливими характеристиками (стійка поляризація зустрічних променів, висока оптична лінійність, досить мале загасання). Саме такі світлопроводи визначають унікальні властивості приладу:
- потенційно висока точність;
- малі габарити і маса конструкції;
- великий діапазон вимірюваних кутових швидкостей;
- висока надійність, завдяки відсутності рухомих частин приладу.
Застосування ред.
Широко застосовується в інерціальних навігаційних системах середнього класу точності.
Див. також ред.
Примітки ред.
- Vali, V.; Shorthill, R. W. (1976). Fiber ring interferometer. Applied Optics 15 (5): 1099–100. Bibcode:1976ApOpt..15.1099V. PMID 20165128. doi:10.1364/AO.15.001099.