Hva er et fiberoptisk gyroskop?

Et fiberoptisk gyroskop er en enhet som måler rotasjonsbevegelse av plattformen eller gjenstanden den er på ved bruk av fiberoptisk teknologi. Denne plattformen kan være alt som beveger seg, inkludert en bil, båt, fly eller romfartøy. Et fiberoptisk gyroskop brukes ofte til stabilisering og navigering.

Det eneste som er nødvendig for å bygge et fiberoptisk gyroskop er optisk fiber, en lyskilde, en strålesplitter og en detektor. Først avgir lyskilden en lysstråle med forhåndsinnstilte intervaller, som splitteren deler i to separate fotoner. Så blir de to bjelkene sendt i motsatte retninger langs den optiske fiberen.

Lengden på den optiske fiberen varierer i forskjellige gyroskop. Faktisk kan de største gyroskopene ha 5,1 miles (5 km) optisk fiber, tett kveilet, selv om de fleste er mye mindre. Detektoren registrerer når hvert foton ankommer og beregner tidsforskjellen mellom hvert.

Denne bruken av fiberoptisk teknologi blir forklart av Sagnac Effect. Når gyroskopet er perfekt stille, ankommer de to lysstrålene i samme øyeblikk. På den annen side, når gyroskopet roterer eller vipper, blir en fotons tur forkortet. Ved å måle tidsforskjellen mellom hvert fotons retur kan gyroskopet bestemme nøyaktig hvilken måte plattformen roterer og hvor raskt.

Et gyroskop kan bestemme mye informasjon om bevegelsen, så det er ekstremt nyttig som stabilisator. Et fiberoptisk gyroskop kan brukes til å stabilisere våpen, for eksempel en roterende pistol oppå en bevegelig tank. I store skip brukes den ofte til å stabilisere satellittantennen slik at skip opprettholder radiokommunikasjon, selv under tøffe hav.

Et annet formål med et fiberoptisk gyroskop er navigasjon. Når et globalt posisjoneringssystem (GPS) og et fiberoptisk gyroskop er kombinert, er den resulterende enheten kjent som et treghetsnavigasjonssystem (INS). En INS bestemmer plattformens plassering, dens hastighet og orientering. Alt fra biler og monorails til båter og fly kan dra nytte av. Til og med noen romskip og satellitter har et gyroskop for presis navigering.

Sammenlignet med andre typer gyroskop er det fiberoptiske gyroskopet mindre, lettere og mer holdbart. Den består først og fremst av veldig lett optisk fiber; mekaniske gyroskop har flere metallstykker montert på et stativ. En fiberoptisk versjon varer lenger enn både mekaniske og gassbærende gyroskop fordi den ikke har noen spinnende deler. Den fiberoptiske typen gyroskop er også veldig presis fordi den er i stand til å oppdage endringer så små som en grad i timen.