Što je optički žiroskop?

Optički žiroskop je uređaj koji mjeri rotacijsko kretanje platforme ili objekta na kojem se nalazi korištenjem tehnologije optičkih vlakana. Ova platforma može biti sve što se kreće, uključujući automobil, čamac, avion ili svemirsku letjelicu. Za stabilizaciju i navigaciju najčešće se koristi optički žiroskop.
Jedino što je potrebno za izradu optičkog žiroskopa su optičko vlakno, izvor svjetlosti, razdjelnik snopa i detektor. Prvo, izvor svjetlosti emitira snop svjetlosti u unaprijed određenim intervalima, koji razdjelnik dijeli na dva odvojena fotona. Zatim se te dvije zrake šalju u suprotnim smjerovima duž optičkog vlakna.

Duljina optičkog vlakna varira u različitim žiroskopima. Zapravo, najveći žiroskopi mogu imati 3.1 milju (5 km) optičkih vlakana, čvrsto smotanih, iako je većina mnogo manja. Detektor bilježi kada svaki foton stigne i izračunava vremensku razliku između svakog od njih.

Ova upotreba tehnologije optičkih vlakana objašnjava se Sagnacovim učinkom. Kada je žiroskop potpuno miran, dva snopa svjetlosti stižu u istom trenutku. S druge strane, kada se žiroskop rotira ili naginje, putovanje jednog fotona se skraćuje. Mjerenjem vremenske razlike između povratka svakog fotona, žiroskop može točno odrediti na koji način se platforma rotira i koliko brzo.

Žiroskop može odrediti mnogo informacija o svom kretanju, pa je iznimno koristan kao stabilizator. Fiber-optički žiroskop mogao bi se koristiti za stabilizaciju oružja, kao što je rotirajući pištolj na vrhu tenka u pokretu. Kod velikih brodova često se koristi za stabilizaciju satelitske antene kako bi brodovi održavali radio komunikaciju, čak i tijekom nemirnog mora.

Druga svrha žiroskopa s optičkim vlaknima je navigacija. Kada se kombiniraju globalni sustav pozicioniranja (GPS) i optički žiroskop, rezultirajući uređaj poznat je kao inercijski navigacijski sustav (INS). INS određuje položaj platforme, njezinu brzinu i orijentaciju. Sve, od automobila i monošina do brodova i aviona, može imati koristi. Čak i neke letjelice i sateliti imaju žiroskop za preciznu navigaciju.

U usporedbi s drugim vrstama žiroskopa, optički žiroskop je manji, lakši i izdržljiviji. Sastoji se prvenstveno od vrlo laganih optičkih vlakana; mehanički žiroskopi imaju nekoliko metalnih dijelova postavljenih na postolje. Verzija s optičkim vlaknima traje dulje od mehaničkih i plinskih žiroskopa jer nema dijelova koji se vrte. Tip žiroskopa s optičkim vlaknima također je vrlo precizan jer može otkriti promjene od samo jednog stupnja po satu.