Волоконно-оптический гироскоп. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Волоконно-оптический гироскоп - скоростной квантовый гироскоп, основанный на использовании эффекта Саньяка - смещения интерференционных полос во вращающемся кольцевом интерферометре (см. Саньяка опыт ).Это смещение возникает вследствие зависимости времени обхода светом вращающегося контура от скорости вращения и направления обхода. Согласно общей теории относительности, разность времени обхода вращающегося контура

равна:

где

- угл. скорость вращения,

- полярные координаты точек контура. Учитывая, что

можно записать в виде, к-рый интерпретируется в рамках нерелятивистской кинематики:

где 5 - площадь контура,

- угол между осью вращения и нормалью к плоскости контура. В результате величина сдвига интерференционных полос

определяется выражением:

где

- длина волны света в вакууме. Регистрация малых угл. скоростей вращения требует большой площади контура, поэтому практич. использование эффекта Саньяка стало осуществимым лишь с появлением волоконных световодов.

Схема волоконно-оптического гироскопа. 1 - источник света; 2 - светоделительная пластинка; 3 - катушка с оптическим волокном; 4 - диафрагма; 5 - фотоприёмник; 6 - схема обработки информации; 7 - микрообъективы.

Чувствительным элементом волоконно-оптического гироскопа является многовитковая катушка со спец. волоконным световодом, обеспечивающим стабильность поляризаций и разности фаз интерферирующих воля (рис.). Сдвиг интерференционных полос пропорционален числу витков световода в катушке, не зависит от положения оси вращения относительно центра катушки, от формы площади катушки S, от показателя преломления световода (без учёта дисперсии) и записывается в виде:

Для увеличения точности волоконно-оптического гироскопа используется ряд методов. Так, напр., флуктуации интерференционных полос из-за рэлеевского рассеяния и невзаимные сдвиги фаз за счёт разности интенсивностей встречных волн могут быть уменьшены при использовании источников излучения с широким спектром - полупроводниковых лазеров или суперлюминесцентных диодов. Влияние невзаимных эффектов из-за изменения двойного лучепреломления в волокне при разл. внеш. воздействиях (механич., тепловых, акустических и пр.) может быть ослаблено при использовании одномодовых световодов (см. Волоконная оптика). Т.к. прямое измерение сдвига интерференционной полосы сильно ограничивает точность и динамич. диапазон, в реальных волоконно-оптических гироскопах применяются более сложные методы регистрации, использующие фазовую модуляцию, фазовую компенсацию, гетеродинные методы и т. д.

Предельная чувствительность волоконно-оптического гироскопа (~10^-4 град/ч) ограничивается нестабильностью характеристик оптич. волокна, рассеянием света в нём, шумами фотоприёмника. Достоинства волоконно-оптического гироскопа - малые габариты и вес, дешевизна.

Литература по волоконно-оптическим гироскопам

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.