ไจโรสโคปใยแก้วนำแสงคืออะไร?

ไจโรสโคปใยแก้วนำแสงเป็นอุปกรณ์ที่วัดการเคลื่อนที่แบบหมุนของแพลตฟอร์มหรือวัตถุที่ผ่านการใช้เทคโนโลยีใยแก้วนำแสงแพลตฟอร์มนี้สามารถเป็นอะไรก็ได้ที่เคลื่อนที่รวมถึงรถยนต์เรือเครื่องบินหรือยานอวกาศไจโรสโคปใยแก้วนำแสงมักใช้เพื่อการรักษาเสถียรภาพและการนำทาง

สิ่งเดียวที่จำเป็นสำหรับการสร้างไจโรสโคปใยแก้วนำแสงคือใยแก้วนำแสงแหล่งกำเนิดแสงตัวแยกลำแสงและเครื่องตรวจจับก่อนอื่นแหล่งกำเนิดแสงจะปล่อยลำแสงของแสงในช่วงเวลาที่ตั้งไว้ล่วงหน้าซึ่งตัวแยกแบ่งออกเป็นโฟตอนแยกกันสองตัวจากนั้นคานทั้งสองนั้นจะถูกส่งไปในทิศทางตรงกันข้ามไปตามเส้นใยแสง

ความยาวของใยแก้วนำแสงแตกต่างกันไปในไจโรสโคปที่แตกต่างกันในความเป็นจริงไจโรสโคปที่ใหญ่ที่สุดอาจมีเส้นใยออพติคอล 3.1 ไมล์ (5 กม.) ขดแน่นแม้ว่าส่วนใหญ่จะเล็กกว่ามากเครื่องตรวจจับจะลงทะเบียนเมื่อโฟตอนแต่ละอันมาถึงและคำนวณความแตกต่างของเวลาระหว่างแต่ละโฟตอน

การใช้เทคโนโลยีไฟเบอร์ออปติกนี้อธิบายโดยเอฟเฟกต์ SAGNACเมื่อไจโรสโคปยังคงอยู่อย่างสมบูรณ์แบบลำแสงสองลำมาถึงในเวลาเดียวกันในทางกลับกันเมื่อไจโรสโคปหมุนหรือเอียงการเดินทางของโฟตอนหนึ่งจะสั้นลงด้วยการวัดความแตกต่างของเวลาระหว่างการกลับมาของโฟตอนแต่ละครั้งไจโรสโคปสามารถกำหนดได้อย่างชัดเจนว่าแพลตฟอร์มใดที่หมุนได้และเร็วแค่ไหน

การหมุนวนสามารถกำหนดข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของมันดังนั้นจึงมีประโยชน์อย่างมากในฐานะที่เป็นตัวทำให้เสถียรไจโรสโคปใยแก้วนำแสงสามารถใช้เพื่อทำให้อาวุธมีเสถียรภาพเช่นปืนหมุนบนถังที่เคลื่อนที่ในเรือขนาดใหญ่มักจะใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของเสาอากาศดาวเทียมเพื่อให้เรือยังคงการสื่อสารทางวิทยุแม้ในทะเลที่ขรุขระ

จุดประสงค์อื่นของไจโรสโคปใยแก้วนำแสงคือการนำทางเมื่อระบบการวางตำแหน่งทั่วโลก (GPS) และไจโรสโคปใยแก้วนำแสงรวมกันอุปกรณ์ที่ได้จะเรียกว่าระบบนำทางเฉื่อย (INS)INS กำหนดตำแหน่งของแพลตฟอร์มความเร็วและการปฐมนิเทศทุกอย่างตั้งแต่รถยนต์และโมโนเรลไปจนถึงเรือและเครื่องบินจะได้รับประโยชน์แม้แต่ยานอวกาศและดาวเทียมบางตัวก็มีไจโรสโคปสำหรับการนำทางที่แม่นยำ

เมื่อเทียบกับการหมุนวนประเภทอื่น ๆ ไจโรสโคปใยแก้วนำแสงมีขนาดเล็กลงเบาและทนทานกว่าประกอบด้วยเส้นใยออปติกที่มีน้ำหนักเบามากกลไกเชิงกลมีชิ้นโลหะหลายชิ้นติดตั้งบนขาตั้งรุ่นไฟเบอร์ออปติกใช้งานได้นานกว่าการหมุนวนทั้งกลไกและแก๊สแบริ่งเพราะไม่มีชิ้นส่วนหมุนไจโรสโคปชนิดไฟเบอร์ออปติกนั้นแม่นยำมากเพราะสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ ถึงหนึ่งองศาต่อชั่วโมง