Kuinka rengaslasergyroskooppi toimii?
2023-01-12
Gyroskoopit luokitellaan yleensä lasergyroskoopiksi, valokuitugyroskoopiksi, mikromekaanisiksi gyroskoopiksi ja pietsosähköisiksi gyroskoopeiksi. Nämä ovat elektronisia gyroskooppeja, jotka voidaan rakentaa yhdessä GPS:n, reluktanssisirujen ja kiihtyvyysantureiden kanssa inertiaalisiksi navigointijärjestelmiksi.
Nykyaikaiset kuituoptiset gyroskoopit sisältävät häiriögyroskoopit ja resonanssigyroskoopit, jotka molemmat on kehitetty Segnickin teorian mukaisesti. Segnickin teorian ydin on tämä: kun valonsäde kulkee pyöreän kanavan läpi, jos kanavalla itsessään on pyörimisnopeus, säteen kulkeminen kanavan pyörimissuuntaan vie enemmän aikaa kuin sen kulkeminen kanavassa. vastakkainen suunta.
Toisin sanoen optisen silmukan pyöriessä optisen silmukan optinen reitti muuttuu eri suuntiin suhteessa silmukan optiseen polkuun levossa. Käyttämällä tätä optisen reitin muutosta, jos eri suuntiin etenevän valon välille syntyy interferenssiä silmukan pyörimisnopeuden mittaamiseksi, voidaan valmistaa interferenssityyppinen kuitugyroskooppi. Jos silmukassa kiertävän valon välinen interferenssi toteutuu käyttämällä tätä silmukan optisen polun muutosta, eli säätämällä valokuitusilmukan resonanssitaajuutta ja sitten mittaamalla silmukan pyörimisnopeus, voit tehdä resonanssikuituoptinen gyroskooppi.
Ring Laser Gyroskoopin periaate on käyttää optista polkueroa pyörimiskulmanopeuden mittaamiseen (Sagnac-ilmiö). Suljetulla optisella tiellä suljetun optisen reitin pyörimiskulmanopeutta voidaan mitata havaitsemalla vaihe-eron tai interferenssin reunan muutos, kun kaksi samasta valonlähteestä myötä- ja vastapäivään kulkevaa valonsädettä lähetetään. Lasergyroskoopin peruskomponentti on rengaslaser. Rengaslaser koostuu suljetusta kolmio- tai neliökvartsista valmistetusta optisesta tiestä, jossa on yksi tai useampi putki, jotka sisältävät kaasuseoksen (helium-neonkaasu), kaksi läpinäkymätöntä peiliä ja puoliläpinäkyvä peili. Kaasujen seos viritetään suurtaajuisella virtalähteellä tai tasavirtalähteellä yksivärisen laserin tuottamiseksi. Silmukan resonanssin ylläpitämiseksi silmukan kehän tulisi olla valoaallon aallonpituuden kiinteä kerrannainen. Puoliläpinäkyvää peiliä käytetään laserin viemiseen silmukkaan, peilin läpi, jotta saadaan kaksi vastakkaisesti lähetettyä laserhäiriötä, valoilmaisimen ja piirin tulo- ja lähtökulman kautta, joka on verrannollinen digitaaliseen signaaliin.
Nykyaikaiset kuituoptiset gyroskoopit sisältävät häiriögyroskoopit ja resonanssigyroskoopit, jotka molemmat on kehitetty Segnickin teorian mukaisesti. Segnickin teorian ydin on tämä: kun valonsäde kulkee pyöreän kanavan läpi, jos kanavalla itsessään on pyörimisnopeus, säteen kulkeminen kanavan pyörimissuuntaan vie enemmän aikaa kuin sen kulkeminen kanavassa. vastakkainen suunta.
Toisin sanoen optisen silmukan pyöriessä optisen silmukan optinen reitti muuttuu eri suuntiin suhteessa silmukan optiseen polkuun levossa. Käyttämällä tätä optisen reitin muutosta, jos eri suuntiin etenevän valon välille syntyy interferenssiä silmukan pyörimisnopeuden mittaamiseksi, voidaan valmistaa interferenssityyppinen kuitugyroskooppi. Jos silmukassa kiertävän valon välinen interferenssi toteutuu käyttämällä tätä silmukan optisen polun muutosta, eli säätämällä valokuitusilmukan resonanssitaajuutta ja sitten mittaamalla silmukan pyörimisnopeus, voit tehdä resonanssikuituoptinen gyroskooppi.
Ring Laser Gyroskoopin periaate on käyttää optista polkueroa pyörimiskulmanopeuden mittaamiseen (Sagnac-ilmiö). Suljetulla optisella tiellä suljetun optisen reitin pyörimiskulmanopeutta voidaan mitata havaitsemalla vaihe-eron tai interferenssin reunan muutos, kun kaksi samasta valonlähteestä myötä- ja vastapäivään kulkevaa valonsädettä lähetetään. Lasergyroskoopin peruskomponentti on rengaslaser. Rengaslaser koostuu suljetusta kolmio- tai neliökvartsista valmistetusta optisesta tiestä, jossa on yksi tai useampi putki, jotka sisältävät kaasuseoksen (helium-neonkaasu), kaksi läpinäkymätöntä peiliä ja puoliläpinäkyvä peili. Kaasujen seos viritetään suurtaajuisella virtalähteellä tai tasavirtalähteellä yksivärisen laserin tuottamiseksi. Silmukan resonanssin ylläpitämiseksi silmukan kehän tulisi olla valoaallon aallonpituuden kiinteä kerrannainen. Puoliläpinäkyvää peiliä käytetään laserin viemiseen silmukkaan, peilin läpi, jotta saadaan kaksi vastakkaisesti lähetettyä laserhäiriötä, valoilmaisimen ja piirin tulo- ja lähtökulman kautta, joka on verrannollinen digitaaliseen signaaliin.
