光ファイバジャイロスコープとは何ですか？

光ファイバージャイロスコープは、光ファイバー技術を使用して、プラットフォームまたは対象物の回転運動を測定するデバイスです。 このプラットフォームには、車、ボート、飛行機、宇宙船など、動くものなら何でも使用できます。 光ファイバジャイロスコープは、安定化とナビゲーションに最もよく使用されます。

光ファイバージャイロスコープの構築に必要なものは、光ファイバー、光源、ビームスプリッター、検出器のみです。 最初に、光源は事前に設定された間隔で光のビームを放出し、スプリッターはそれを2つの別々の光子に分割します。 次に、これらの2つのビームは、光ファイバに沿って反対方向に送信されます。

光ファイバーの長さは、ジャイロスコープによって異なります。 実際、最大のジャイロスコープには、3.1マイル（5 km）の光ファイバーがしっかりとコイル状に巻かれている場合がありますが、ほとんどははるかに小型です。 検出器は、各光子が到着したときに登録し、それぞれの時間差を計算します。

この光ファイバー技術の使用は、サニャック効果によって説明されています。 ジャイロスコープが完全に静止しているとき、2つの光ビームは同時に到着します。 一方、ジャイロスコープが回転または傾斜すると、1つの光子のトリップが短縮されます。 ジャイロスコープは、各光子の戻りの時間差を測定することにより、プラットフォームが回転している方向と速度を正確に判断できます。

ジャイロスコープは、その動きに関する多くの情報を判断できるため、スタビライザーとして非常に役立ちます。 光ファイバジャイロスコープを使用して、移動するタンクの上の回転する銃などの武器を安定させることができます。 大型船では、荒波中でも船舶が無線通信を維持できるように衛星アンテナを安定させるためによく使用されます。

光ファイバジャイロスコープのもう1つの目的は、ナビゲーションです。 全地球測位システム（GPS）と光ファイバージャイロスコープを組み合わせた場合、得られるデバイスは慣性航法システム（INS）として知られています。 INSは、プラットフォームの位置、速度、方向を決定します。 車やモノレールからボートや飛行機まで、あらゆるものが恩恵を受けます。 一部の宇宙船や衛星でさえ、正確なナビゲーションのためにジャイロスコープを搭載しています。

他のタイプのジャイロスコープと比較して、光ファイバージャイロスコープは小さく、軽く、耐久性があります。 主に非常に軽量な光ファイバーで構成されています。 機械式ジャイロスコープには、いくつかの金属片がスタンドに取り付けられています。 光ファイバーのバージョンは、回転部品がないため、機械式ジャイロとガスベアリングジャイロの両方よりも長持ちします。 光ファイバタイプのジャイロスコープは、1時間に1度程度の小さな変化も検出できるため、非常に正確です。