Лазерні гіроскопи мають ряд переваг в порівнянні з електромеханічними. Ці переваги відкривають широку перспективу в практичному використанні гіроскопів на лазерах. Так, для конструкторів систем управління завжди дуже важливо, яким способом і в якому вигляді знімаються з гіроскопів вихідні дані.
Лазерний гіроскоп дозволяє отримати на його виході дуже зручні для управління сигнали, наприклад, у вигляді послідовності електричних імпульсів, полярність яких визначається напрямом повороту гіроскопа. Число одиночних імпульсів пропорційно малим фіксованим приращениям кута повороту (наприклад, одній секунді дуги). Повний кут повороту гіроскопа знаходиться за загальною кількістю імпульсів. Ще більш важливим для конструкторів є точність роботи приладу. Точність роботи гіроскопів на лазерах надзвичайно висока. Так як за своїм призначенням вони повинні реєструвати швидкість обертання менше 0,1 град / год, то це призводить до необхідності вимірювати різницю оптичних траєкторій з точністю до 10 -5 нм і частотні зміни близько 0,1 Гц (при робочій частоті 10 14 -10 15 Гц).
Принципова схема лазерного гіроскопа
Найпростіша конструкція такого приладу є простий пристрій з трьома дзеркалами-відбивачами, розміщеними по кутах контуру так, що утворюється замкнута траєкторія (кільце) для світлового променя. Лазерний промінь (див. Рис.) Створюється двома квантовими генераторами (ОКХ), один з яких надсилає випромінювання за годинниковою стрілкою, а інший - проти годинникової стрілки. Згадка про двох ОКХ наводиться з метою спрощення міркувань. На практиці в лазерному гіроскопі може бути встановлений один оптичний квантовий генератор, який має два і більше активних елементів, що формують промені, що рухаються в протилежних напрямках.
Відбиваючись від дзеркал, проходячи від дзеркала до дзеркала і, нарешті, через напівпрозоре дзеркало і призму, світлове випромінювання слабшає. Для підтримки світлових хвиль в системі на рівні, необхідному для нормальної роботи, потрібно, щоб коефіцієнт посилення світлових променів уздовж всього шляху був би не менш 1. Необхідно також, щоб на довжині шляху лазерних променів вкладалося б ціле число довжин хвиль, що генеруються лазерами, т . е. зрушення фаз світлових коливань в порожнині резонатора повинен дорівнювати нулю. Для виконання останньої умови частота коливань лазера повинна бути такою, щоб усідівающая середу дала коефіцієнт посилення, достатній для компенсації втрат в відбивають і інших елементах оптичного контуру лазера. Ця частота при роботі ОКГ встановлюється автоматично.
При повороті кільцевого резонатора в інерціальній просторі оптичні шляхи, прохідні променями, що рухаються по і проти годинникової стрілки, виявляються неоднаковими. Різниця між оптичними шляхами призводить в цьому випадку до виникнення різниці частот коливань, що генеруються (ефект Саньяка), яка і визначає швидкість обертання резонатора.