Принцип роботи і принцип дії лазерного гіроскопа
Принцип роботи лазерного гіроскопа можна описати таким чином, в кільцевому резонаторі під впливом накачування збуджуються дві електромагнітні хвилі з частотами v1 і Н2. поширюються по замкнутому контуру в протилежних напрямках. Ці хвилі, интерферируя між собою, утворюють стоячу хвилю з вузлами і пучностями, так що сумарна амплітуда інтенсивності електромагнітних коливань або максимальна, або дорівнює нулю. За допомогою спеціального оптичного змішувача - інтерферометра і при наявності зовнішнього збурення у вигляді кутової швидкості (t), яку потрібно вимірювати, интерференционную картину можна зафіксувати. Якщо кільцевої резонатор привести в обертання, то на підставі ефекту Саньяка в змішувачі-інтерферометрі і в оптично пов'язаний з ним фотоприемнике виділяється сигнал різницевої частоти Fр
(Н1 - Н2) - частота биття, по якій можна чітко розрізнити проходження темно світлих смужок інтерференційної картини щодо фотоприймача. Чим швидше обертається система в цілому, тим частіше проходять темні смужки і тим вище частота вихідного сигналу. Таким чином, мірою кутової швидкості # 63; (T) служить сигнал різницевої частоти Fр. Струм фотоприймача посилюється, формується і перетвориться в електронному тракті в сигнал двійкового коду, який надходить в бортову ЕОМ і далі, наприклад, в контур управління польотом літального апарату. Лазерний гіроскоп являє собою багатоконтурну взаємопов'язану систему автоматичного регулювання, в яку крім чутливого модуля (кільцевого лазера) введено цілий ряд систем: стабілізації потужності, магнітного поля, частоти, регулювання периметра резонатора. Для створення зсуву по частоті, збільшення точності лазерного гіроскопа і визначення знака вводять систему частотної «підставки» і систему обробки інформації.
Теоретично принцип дії лазерного гіроскопа пояснюється за допомогою СТО (спеціальної теорії відносності). Згідно СТО швидкість світла постійна в будь-якій інерційній системі відліку. У той час як в неінерціальної системи вона може відрізнятися від швидкості світла. При посилці променя світла в напрямку обертання приладу і проти напрямку обертання різниця в часі приходу променів (визначається інтерферометром) дозволяє знайти різницю оптичних шляхів променів в інерціальній системі відліку, і, отже, величину кутового повороту приладу за час проходження променя. Дія лазерного гіроскопа базується на залежності різниці власної частоти кільцевого оптичного резонатора для зустрічних хвиль від швидкості його обертання щодо інерціальної системи відліку. На відміну від волоконно-оптичного гіроскопа, що реєструє кутову швидкість обертання, лазерний гіроскоп дозволяє визначати зміну кута повороту.
Малюнок 5. Схема лазерного гіроскопа.