Kas ir optisko šķiedru žiroskops?

Vienīgais, kas nepieciešams optiskās šķiedras žiroskopa izgatavošanai, ir optiskā šķiedra, gaismas avots, staru sadalītājs un detektors. Vispirms gaismas avots ar iepriekš iestatītiem intervāliem izstaro gaismas staru, ko sadalītājs sadala divos atsevišķos fotonos. Tad šie divi stari tiek nosūtīti pretējos virzienos pa optisko šķiedru.

Optiskās šķiedras garums dažādos žiroskopos ir atšķirīgs. Faktiski lielākajiem žiroskopiem varētu būt 4,99 km optiskās šķiedras, kas ir cieši satītas, lai gan lielākā daļa ir daudz mazākas. Detektors reģistrē, kad katrs fotons ierodas, un aprēķina laika starpību starp tiem.

Šāda optiskās šķiedras tehnoloģijas izmantošana ir izskaidrojama ar Sagnac efektu. Kad žiroskops ir pilnīgi nekustīgs, divi gaismas stari ierodas vienā brīdī. Savukārt, žiroskopam griežoties vai sasveroties, viena fotona ceļojums tiek saīsināts. Mērot laika starpību starp katra fotona atgriešanos, žiroskops var precīzi noteikt, kādā virzienā platforma griežas un cik ātri.

Žiroskops var noteikt daudz informācijas par tā kustību, tāpēc tas ir ārkārtīgi noderīgs kā stabilizators. Ieroču stabilizēšanai varētu izmantot optisko šķiedru žiroskopu, piemēram, rotējošu pistoli virs kustīgas tvertnes. Lielos kuģos to bieži izmanto, lai stabilizētu satelīta antenu, lai kuģi uzturētu radiosakarus pat nelīdzenas jūras laikā.

Vēl viens optisko šķiedru žiroskopa mērķis ir navigācija. Apvienojot globālo pozicionēšanas sistēmu (GPS) un optisko šķiedru žiroskopu, iegūto ierīci sauc par inerciālo navigācijas sistēmu (INS). INS nosaka platformas pozīciju, tās ātrumu un orientāciju. Viss, sākot no automašīnām un monosliedes līdz laivām un lidmašīnām, var gūt labumu. Pat dažiem kosmosa kuģiem un satelītiem ir žiroskops precīzai navigācijai.

Salīdzinot ar citiem žiroskopu veidiem, optiskās šķiedras žiroskops ir mazāks, vieglāks un izturīgāks. Tas galvenokārt sastāv no ļoti vieglas optiskās šķiedras; mehāniskajiem žiroskopiem ir vairāki metāla gabali, kas uzstādīti uz statīva. Optiskās šķiedras versija kalpo ilgāk nekā mehāniskie un gāzi saturošie žiroskopi, jo tai nav griežamu daļu. Optisko šķiedru tipa žiroskops ir arī ļoti precīzs, jo tas spēj noteikt izmaiņas pat vienu grādu stundā.