Hvad er et fiberoptisk gyroskop?
Et fiberoptisk gyroskop er en enhed, der måler rotationsbevægelse af platformen eller objektet den er på ved hjælp af fiberoptisk teknologi. Denne platform kan være alt, hvad der bevæger sig, inklusive en bil, båd, fly eller rumfartøj. Et fiberoptisk gyroskop bruges ofte til stabilisering og navigation.
De eneste ting, der er nødvendige for at opbygge et fiberoptisk gyroskop, er optisk fiber, en lyskilde, en strålesplitter og en detektor. Først udsender lyskilden en lysstråle med forudindstillede intervaller, som opdeleren deler i to separate fotoner. Derefter sendes disse to bjælker i modsatte retninger langs den optiske fiber.
Længden af den optiske fiber varierer i forskellige gyroskoper. Faktisk kan de største gyroskoper have 5,1 miles (5 km) optisk fiber, tæt opviklet, selvom de fleste er meget mindre. Detektoren registrerer, når hver foton ankommer og beregner tidsforskellen mellem hver.
Denne anvendelse af fiberoptisk teknologi forklares af Sagnac Effect. Når gyroskopet er perfekt stille, ankommer de to lysstråler i samme øjeblik. På den anden side, når gyroskopet roterer eller vipper, forkortes den ene fotons tur. Ved at måle tidsforskellen mellem hver fotons tilbagevenden kan gyroskopet bestemme nøjagtigt, hvilken måde platformen roterer og hvor hurtigt.
Et gyroskop kan bestemme en masse information om dens bevægelse, så det er yderst nyttigt som stabilisator. Et fiberoptisk gyroskop kunne bruges til at stabilisere våben, såsom en roterende pistol oven på en bevægelig tank. I store skibe bruges det ofte til at stabilisere satellitantennen, så skibe opretholder radiokommunikation, selv under barske søer.
Et andet formål med et fiberoptisk gyroskop er navigation. Når et globalt positioneringssystem (GPS) og et fiberoptisk gyroskop kombineres, er den resulterende enhed kendt som et inertialnavigationssystem (INS). En INS bestemmer platformens position, dens hastighed og dens orientering. Alt fra biler og monorails til både og fly kan drage fordel. Selv nogle rumfartøjer og satellitter har et gyroskop til præcis navigation.
Sammenlignet med andre typer gyroskoper er det fiberoptiske gyroskop mindre, lettere og mere holdbart. Det består primært af meget let optisk fiber; mekaniske gyroskoper har flere metalstykker monteret på et stativ. En fiberoptisk version holder længere end både mekaniske og gasbærende gyroskoper, fordi den ikke har nogen roterende dele. Den fiberoptiske type gyroskop er også meget præcis, fordi den er i stand til at detektere ændringer så små som en grad i timen.