Jak działa żyroskop laserowy pierścieniowy?
2023-01-12
Żyroskopy są ogólnie klasyfikowane jako żyroskopy laserowe, żyroskopy światłowodowe, żyroskopy mikromechaniczne i żyroskopy piezoelektryczne. Są to elektroniczne żyroskopy, które można zbudować razem z GPS, chipami reluktancyjnymi i akcelerometrami w bezwładnościowe systemy sterowania nawigacją.
Nowoczesne żyroskopy światłowodowe obejmują żyroskopy interferencyjne i żyroskopy rezonansowe, z których oba zostały opracowane zgodnie z teorią Segnicka. Istota teorii Segnicka jest następująca: kiedy wiązka światła przechodzi przez kanał kołowy, jeśli sam kanał ma prędkość obrotową, wiązka potrzebuje więcej czasu, aby podróżować w kierunku, w którym obraca się kanał, niż w kierunku, w którym się obraca. przeciwny kierunek.
To znaczy, gdy pętla optyczna obraca się, ścieżka optyczna pętli optycznej zmienia się w różnych kierunkach względem ścieżki optycznej pętli w spoczynku. Wykorzystując tę zmianę ścieżki optycznej, jeśli interferencja między światłem poruszającym się w różnych kierunkach jest generowana w celu pomiaru prędkości obrotowej pętli, można wyprodukować żyroskop światłowodowy typu interferencyjnego. Jeżeli interferencja między światłem krążącym w pętli jest realizowana poprzez zmianę toru optycznego pętli, czyli poprzez regulację częstotliwości rezonansowej pętli światłowodu, a następnie pomiar prędkości obrotowej pętli, można wykonać rezonansowy żyroskop światłowodowy.
Zasada pierścieniowego żyroskopu laserowego polega na wykorzystaniu różnicy dróg optycznych do pomiaru prędkości kątowej obrotu (efekt Sagnaca). W zamkniętej ścieżce optycznej prędkość kątową obrotu zamkniętej ścieżki optycznej można zmierzyć, wykrywając zmianę różnicy faz lub prążka interferencyjnego, gdy transmitowane są dwie wiązki światła transmitowane zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara z tego samego źródła światła. Podstawowym elementem żyroskopu laserowego jest laser pierścieniowy. Laser pierścieniowy składa się z zamkniętej ścieżki optycznej wykonanej z trójkątnego lub kwadratowego kwarcu, z jedną lub kilkoma rurami zawierającymi mieszaninę gazów (gaz helowo-neonowy), dwoma nieprzezroczystymi lustrami i jednym półprzezroczystym zwierciadłem. Mieszanina gazów jest wzbudzana przez zasilacz o wysokiej częstotliwości lub zasilacz prądu stałego w celu wytworzenia lasera o jednym kolorze. Aby zachować rezonans pętli, obwód pętli powinien być całkowitą wielokrotnością długości fali fali świetlnej. Półprzezroczyste lustro służy do eksportowania lasera do pętli, przez lustro, aby uzyskać dwa przeciwstawne zakłócenia laserowe, przez fotodetektor i wejście i wyjście obwodu Kąt proporcjonalny do sygnału cyfrowego.
Nowoczesne żyroskopy światłowodowe obejmują żyroskopy interferencyjne i żyroskopy rezonansowe, z których oba zostały opracowane zgodnie z teorią Segnicka. Istota teorii Segnicka jest następująca: kiedy wiązka światła przechodzi przez kanał kołowy, jeśli sam kanał ma prędkość obrotową, wiązka potrzebuje więcej czasu, aby podróżować w kierunku, w którym obraca się kanał, niż w kierunku, w którym się obraca. przeciwny kierunek.
To znaczy, gdy pętla optyczna obraca się, ścieżka optyczna pętli optycznej zmienia się w różnych kierunkach względem ścieżki optycznej pętli w spoczynku. Wykorzystując tę zmianę ścieżki optycznej, jeśli interferencja między światłem poruszającym się w różnych kierunkach jest generowana w celu pomiaru prędkości obrotowej pętli, można wyprodukować żyroskop światłowodowy typu interferencyjnego. Jeżeli interferencja między światłem krążącym w pętli jest realizowana poprzez zmianę toru optycznego pętli, czyli poprzez regulację częstotliwości rezonansowej pętli światłowodu, a następnie pomiar prędkości obrotowej pętli, można wykonać rezonansowy żyroskop światłowodowy.
Zasada pierścieniowego żyroskopu laserowego polega na wykorzystaniu różnicy dróg optycznych do pomiaru prędkości kątowej obrotu (efekt Sagnaca). W zamkniętej ścieżce optycznej prędkość kątową obrotu zamkniętej ścieżki optycznej można zmierzyć, wykrywając zmianę różnicy faz lub prążka interferencyjnego, gdy transmitowane są dwie wiązki światła transmitowane zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara z tego samego źródła światła. Podstawowym elementem żyroskopu laserowego jest laser pierścieniowy. Laser pierścieniowy składa się z zamkniętej ścieżki optycznej wykonanej z trójkątnego lub kwadratowego kwarcu, z jedną lub kilkoma rurami zawierającymi mieszaninę gazów (gaz helowo-neonowy), dwoma nieprzezroczystymi lustrami i jednym półprzezroczystym zwierciadłem. Mieszanina gazów jest wzbudzana przez zasilacz o wysokiej częstotliwości lub zasilacz prądu stałego w celu wytworzenia lasera o jednym kolorze. Aby zachować rezonans pętli, obwód pętli powinien być całkowitą wielokrotnością długości fali fali świetlnej. Półprzezroczyste lustro służy do eksportowania lasera do pętli, przez lustro, aby uzyskać dwa przeciwstawne zakłócenia laserowe, przez fotodetektor i wejście i wyjście obwodu Kąt proporcjonalny do sygnału cyfrowego.
Poprzedni:Cechy modułu dalmierza laserowego
