ВОЛОКО́ННО-ОПТИ́ЧЕСКИЙ ГИРОСКО́П

Схема волоконно-оптического гироскопа: 1 – источник света; 2 – светоделительная пластинка; 3 – катушка с оптическим волокном; 4 – диафрагма; 5 – фотоприёмник; 6 – б...

ВОЛОКО́ННО-ОПТИ́ЧЕСКИЙ ГИРОС­КО́П, ско­ро­ст­ной ги­ро­скоп, ос­но­ван­ный на ис­поль­зо­ва­нии эф­фек­та Сань­я­ка – сме­ще­ния ин­тер­фе­рен­ци­он­ных по­лос во вра­щаю­щем­ся коль­це­вом ин­тер­фе­ро­мет­ре (см. Сань­я­ка опыт). Это сме­ще­ние воз­ни­ка­ет вслед­ст­вие за­ви­си­мо­сти вре­ме­ни об­хо­да све­том вра­щаю­ще­го­ся кон­ту­ра от ско­ро­сти вра­ще­ния $Ω$ и на­прав­ления об­хо­да. Стро­гое вы­ра­же­ние для раз­но­сти $Δτ$ вре­ме­ни об­хо­да вра­щаю­ще­го­ся кон­ту­ра встреч­ны­ми элек­тро­маг­нит­ны­ми вол­на­ми да­ёт ре­ля­ти­ви­ст­ская тео­рия от­но­си­тель­но­сти, а для не­ре­ля­ти­ви­ст­ских ско­ро­стей

$Δτ=4SΩcosφ/c^2,$

где $S$ – пло­щадь кон­ту­ра, $φ$ – угол ме­ж­ду осью вра­ще­ния и нор­ма­лью к плос­ко­сти кон­ту­ра, $c$ – ско­рость све­та. При этом ве­ли­чи­на сдви­га ин­тер­фе­рен­ци­он­ных по­лос

$Δz=4SΩcosφ/(λ_0c)$

(вы­ра­же­на в дли­нах волн из­лу­че­ния ис­точ­ни­ка све­та $λ_0$).

Ре­ги­ст­ра­ция ма­лых уг­ло­вых ско­ро­стей вра­ще­ния тре­бу­ет боль­шой пло­ща­ди кон­ту­ра, по­это­му прак­тич. ис­поль­зо­ва­ние эф­фек­та Сань­я­ка ста­ло воз­мож­ным с по­яв­ле­ни­ем во­ло­кон­ных све­то­во­дов (см. Во­ло­кон­ная оп­ти­ка).

Чув­ст­вит. эле­мен­том В.-о. г. яв­ля­ет­ся вра­щаю­щая­ся мно­го­вит­ко­вая ка­туш­ка с од­но­мо­до­вым во­ло­кон­ным све­то­во­дом, обес­пе­чи­ваю­щим ста­биль­ность раз­но­сти фаз встреч­ных волн (рис.). Сдвиг ин­тер­фе­рен­ци­он­ных по­лос в В.-о. г. про­пор­цио­на­лен чис­лу $N$ вит­ков све­то­во­да в ка­туш­ке, не за­ви­сит от по­ло­же­ния оси вра­ще­ния от­но­си­тель­но цен­тра ка­туш­ки, от фор­мы пло­ща­ди кон­ту­ра $S$, от по­каза­те­ля пре­лом­ле­ния и за­пи­сы­ва­ет­ся в ви­де:

$Δz=2LRΩcosφ/(λ_0c),$

где $L=2πRN$ – дли­на све­то­во­да, $R$ – ра­ди­ус ка­туш­ки.

В ре­аль­ных В.-о. г. при­ме­ня­ют бо­лее слож­ные ме­то­ды ре­ги­ст­ра­ции с ис­поль­зо­ва­ни­ем фа­зо­вой мо­ду­ля­ции, фа­зо­вой ком­пен­са­ции и др. Пре­дель­ная чув­ст­витель­ность В.-о. г. по­ряд­ка 10^–4 град/ч ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся не­ста­биль­но­стью ха­рак­те­ри­стик оп­тич. во­лок­на, рас­сея­ни­ем све­та в нём, шу­ма­ми фо­то­при­ём­ни­ка. Дос­то­ин­ст­ва В.-о. г.: не­боль­шие раз­ме­ры и вес, ма­лое энер­го­по­треб­ле­ние, де­ше­виз­на.