Prstenasti laserski žiroskop je precizan instrument koji koristi lasersku zraku koja putuje u dva smjera za mjerenje promjena kuta ili smjera. Žiroskopi se koriste u navigacijskim sustavima za zrakoplove i brodove, te za sustave navođenja u projektilima i preciznom oružju. Načelo korištenja svjetlosti za mjerenje promjena smjera temelji se na istraživanju francuskog znanstvenika Georgesa Sagnaca provedenom 1913. godine.
Žiroskopi koriste princip inercije za određivanje smjera ili promjene položaja. Kotačić žiroskopa koji se okreće želi ostati u jednom položaju i otpor će se okretati. To se može pokazati vrtljivim vrhom koji će se oduprijeti guranju na jednu stranu ili pokušaju okretanja kotača bicikla na jednu stranu.
Prstenasti laserski žiroskop koristi se Dopplerovim principom za mjerenje razlika u laserskim svjetlosnim zrakama. Godine 1842. Christian Doppler je otkrio da se frekvencija zvuka slušatelju čini drugačijom ako se izvor zvuka kreće. Zvukovi koji se kreću prema slušatelju doimaju se višim, a udaljavanjem niže frekvencije. Efekt se također javlja kod svjetlosti, a laserski žiroskop koristi ovaj princip jer dvije zrake putuju na neznatno različitim udaljenostima kada se žiroskop pomiče ili naginje, kao što je utvrdio Sagnac.
Dizajn prstenastog laserskog žiroskopa obično je trokut s tri jednake strane ili kutija s jednakom stranom. Helijev laser se postavlja na jednu stranu trokuta ili kutije, a laserske zrake se šalju u suprotnim smjerovima oko trokuta. Koristeći zrcala i prizme, dvije zrake se šalju na detektor koji gleda i svijetle i tamne linije koje formiraju dvije zrake, koje se nazivaju interferencijski uzorci. Detektor može tražiti promjene u obrascima interferencije, koji će se pomaknuti ili promijeniti položaj ako se žiroskop pomakne.
Kada je žiroskop u ravnini, dvije laserske zrake se vraćaju na detektor u poznatoj vremenskoj razlici, a obrasci interferencije su nepomični. Naginjanje prstenastog laserskog žiroskopa na jednu stranu uzrokuje da se laserske zrake vraćaju u nešto različito vrijeme, a obrasci interferencije kreću se brzinom koja je u skladu s količinom nagiba. Detektor se može kalibrirati da prikaže mjerenje nagiba za pokazivač okretanja i nagiba na zrakoplovu koji se koristi za precizna skretanja ili za okretanje kotačića kompasa koji se koristi za navigaciju koji se naziva usmjereni žiroskop.
Tehnologija prstenastog laserskog žiroskopa počela je zamjenjivati mehaničke žiroskope krajem 20. stoljeća. Prije tog vremena, žiroskopi su koristili kotače koji su se okretali vrlo velikim brzinama kako bi stvorili stabilan efekt žiroskopa. Ovi žiroskopi zahtijevali su stlačeni zrak ili električnu energiju za napajanje, a bili su podložni gubicima performansi zbog mehaničkog trenja. Prstenasti laserski žiroskop nema pokretne dijelove, a nakon kalibracije može dati izvrsnu točnost uz minimalan gubitak performansi.
Problem s ranim laserskim žiroskopima bio je teškoća u mjerenju vrlo malih promjena u smjeru ili nagibu. Taj se efekt naziva zaključavanje, a dvije laserske zrake pojavljuju se na detektoru u isto vrijeme povećavajući se kao nepomični žiroskop, što se pogrešno tumači kao razina. Jedna metoda za sprječavanje ove pogreške, nazvana mehaničko dithering, koristi vibrirajuću oprugu za pomicanje detektora određenom brzinom kako bi se spriječilo blokiranje. Druga metoda vrti žiroskop određenom brzinom kako bi se spriječila lažna mjerenja razine, iako je ova jedinica skuplja za proizvodnju.