Co to jest żyroskop światłowodowy?

Gyroskop światłowodowy to urządzenie, które mierzy ruch obrotowy platformy lub obiektu, za pomocą technologii światłowodowej.Ta platforma może być wszystkim, co się porusza, w tym samochód, łódź, samolot lub statek kosmiczny.Gyroskop światłowodowy jest najczęściej stosowany do stabilizacji i nawigacji.

Jedynymi rzeczami niezbędnymi do budowy żyroskopu światłowodowego są światłowód, źródło światła, rozdzielacz wiązki i detektor.Najpierw źródło światła emituje wiązkę światła w ustalonych odstępach czasu, którą rozdzielacz dzieli na dwa oddzielne fotony.Następnie te dwie wiązki są wysyłane w przeciwnych kierunkach wzdłuż światłowodu.

Długość światłowodu różni się w różnych żyroskopach.W rzeczywistości największe żyroskopy mogą mieć 3,1 mil (5 km) włókna optycznego, mocno zwinięte, chociaż większość jest znacznie mniejsza.Detektor rejestruje się, gdy każdy foton przybywa i oblicza różnicę czasu między każdym z nich.

To zastosowanie technologii światłowodowej wyjaśniono efektem Sagnac.Kiedy żyroskop jest idealnie nieruchoma, dwie wiązki światła dochodzą w tym samym momencie.Z drugiej strony, gdy żyroskop obraca się lub przechyla się, podróż jednego fotonu jest skrócona.Mierząc różnicę czasową między powrocie każdego fotonu, żyroskop może dokładnie określić, w którą stronę platforma obraca się i jak szybko.

Gyoskop może określić wiele informacji o jego ruchu, więc jest niezwykle przydatny jako stabilizator.Do stabilizacji broni można użyć żyroskopu światłowodowego, taką jak obracający się pistolet na ruchomym zbiorniku.Na dużych statkach często stosuje się go do stabilizacji anteny satelitarnej, aby statki utrzymywały komunikację radiową, nawet podczas szorstkich morz.

Innym celem żyroskopu światłowodowego jest nawigacja.Gdy globalny system pozycjonowania (GPS) i żyroskop światłowodowy są łączone, powstałe urządzenie jest znane jako system nawigacji bezwładności (INS).INS określa pozycję platformy, jej prędkość i jej orientację.Może skorzystać wszystko, od samochodów i jednoszynowych po łodzie i samoloty.Nawet niektóre statki kosmiczne i satelity niosą żyroskop do precyzyjnej nawigacji.

W porównaniu z innymi rodzajami żyroskopów, żyroskop światłowodowy jest mniejszy, lżejszy i bardziej trwały.Składa się przede wszystkim z bardzo lekkiego światłowodu;Mechaniczne żyroskopy mają kilka metalowych elementów zamontowanych na stojaku.Wersja światłowodowa trwa dłużej niż żyroskopy mechaniczne i zawierające gaz, ponieważ nie ma części wirujących.Rodzaj żyroskopu światłowodowego jest również bardzo precyzyjny, ponieważ jest w stanie wykryć zmiany tak małe jak o jeden stopień na godzinę.