к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Волоконно-оптический гироскоп

Волоконно-оптический гироскоп - скоростной квантовый 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 и направления обхода. Согласно общей теории относительности, разность времени обхода вращающегося контура равна:

где - угл. скорость вращения, - полярные координаты точек контура. Учитывая, что ,можно записать в виде, к-рый интерпретируется в рамках нерелятивистской кинематики:

где 5 - площадь контура,- угол между осью вращения и нормалью к плоскости контура. В результате величина сдвига интерференционных полос определяется выражением:

где - длина волны света в вакууме. Регистрация малых угл. скоростей вращения требует большой площади контура, поэтому практич. использование эффекта Саньяка стало осуществимым лишь с появлением волоконных световодов.

Схема волоконно-оптического гироскопа. 1 - источник света; 2 - светоделительная пластинка; 3 - катушка с оптическим волокном; 4 - диафрагма; 5 - фотоприёмник; 6 - схема обработки информации; 7 - микрообъективы.

Чувствительным элементом волоконно-оптического гироскопа является многовитковая катушка со спец. волоконным световодом, обеспечивающим стабильность поляризаций и разности фаз интерферирующих воля (рис.). Сдвиг интерференционных полос пропорционален числу витков световода в катушке, не зависит от положения оси вращения относительно центра катушки, от формы площади катушки S, от показателя преломления световода (без учёта дисперсии) и записывается в виде:

где - длина световода, Л - радиус катушки.

Для увеличения точности волоконно-оптического гироскопа используется ряд методов. Так, напр., флуктуации интерференционных полос из-за рэлеевского рассеяния и невзаимные сдвиги фаз за счёт разности интенсивностей встречных волн могут быть уменьшены при использовании источников излучения с широким спектром - полупроводниковых лазеров или суперлюминесцентных диодов. Влияние невзаимных эффектов из-за изменения двойного лучепреломления в волокне при разл. внеш. воздействиях (механич., тепловых, акустических и пр.) может быть ослаблено при использовании одномодовых световодов (см. Волоконная оптика). Т.к. прямое измерение сдвига интерференционной полосы сильно ограничивает точность и динамич. диапазон, в реальных волоконно-оптических гироскопах применяются более сложные методы регистрации, использующие фазовую модуляцию, фазовую компенсацию, гетеродинные методы и т. д.

Предельная чувствительность волоконно-оптического гироскопа (~10^-4 град/ч) ограничивается нестабильностью характеристик оптич. волокна, рассеянием света в нём, шумами фотоприёмника. Достоинства волоконно-оптического гироскопа - малые габариты и вес, дешевизна.

Литература по волоконно-оптическим гироскопам

Инерциальная навигация, пер. с англ., ''ТИИЭР'', 1983, т. 71, № 10, с. 47.

Я. В. Кравцов, A. H. Шелаев

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира