Giroscopio de fibra óptica

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Un giroscopio de fibra óptica ( FOG ) detecta los cambios de orientación mediante el efecto Sagnac , cumpliendo así la función de un giroscopio mecánico . Sin embargo, su principio de funcionamiento se basa en la interferencia de la luz que ha pasado a través de una bobina de fibra óptica , que puede tener una longitud de hasta 5 kilómetros (3 millas).

Se inyectan dos haces de láser en la misma fibra pero en direcciones opuestas. Debido al efecto Sagnac , el haz que viaja en sentido contrario a la rotación experimenta un retraso de trayectoria ligeramente menor que el otro haz. El desfase diferencial resultante se mide mediante interferometría, traduciendo así un componente de la velocidad angular en un desfase del patrón de interferencia que se mide fotométricamente.

La óptica de división de haz divide la luz de un diodo láser (u otra fuente de luz láser) en dos ondas que se propagan en sentido horario y antihorario a través de una bobina compuesta por muchas vueltas de fibra óptica. La intensidad del efecto Sagnac depende del área efectiva del camino óptico cerrado: no se trata simplemente del área geométrica del bucle, sino que también aumenta con el número de vueltas de la bobina. El FOG fue propuesto por primera vez por Vali y Shorthill ^[1] en 1976. El desarrollo tanto del tipo de FOG de interferómetro pasivo, o IFOG, como de un concepto más nuevo, el FOG de resonador de anillo pasivo, o RFOG, está en marcha en muchas empresas y establecimientos de todo el mundo. ^[2]

Un FOG proporciona información extremadamente precisa sobre la velocidad de rotación, en parte debido a su falta de sensibilidad transversal a la vibración, la aceleración y los impactos. A diferencia del giroscopio de masa giratoria clásico o los giroscopios resonantes/mecánicos, el FOG no tiene partes móviles y no depende de la resistencia inercial al movimiento. Por lo tanto, el FOG es una excelente alternativa a un giroscopio mecánico. Debido a su confiabilidad intrínseca y su larga vida útil, los FOG se utilizan para aplicaciones espaciales de alto rendimiento ^[3] y sistemas de navegación inercial militar.

El FOG generalmente muestra una resolución más alta que un giroscopio láser de anillo . ^{[ cita requerida ]}

Los FOG se implementan en configuraciones de bucle abierto y de bucle cerrado .

Al igual que todas las demás tecnologías de giroscopios y dependiendo del diseño FOG detallado, los FOG pueden requerir una calibración inicial (determinar qué indicación corresponde a la velocidad angular cero).

Algunos diseños de FOG son algo sensibles a las vibraciones. ^[4] Sin embargo, cuando se combinan con FOG de múltiples ejes y acelerómetros y se hibridan con datos del Sistema Global de Navegación por Satélite ( GNSS ), el impacto se mitiga, lo que hace que los sistemas FOG sean adecuados para entornos de alto impacto, incluidos los sistemas de apuntamiento de armas para obuses de 105 mm y 155 mm.

• Sistema de referencia de actitud y rumbo
• Giroscopio resonador hemisférico
• Unidad de medida inercial
• Navegación inercial
• Giroscopio de estructura vibratoria
• Detección heterodina óptica
• Giroscopio láser de anillo
• Giroscopio cuántico

• Anthony Lawrence, Tecnología inercial moderna: navegación, guía y control , Springer, capítulos 11 y 12 (páginas 169–207), 1998. ISBN 0-387-98507-7 . 
• Pavlath, GA (1994). "Giroscopios de fibra óptica". Actas de LEOS'94 . Vol. 2. págs. 237-238. doi :10.1109/LEOS.1994.586467. ISBN 0-7803-1470-0.S2CID117215647  .​
• RPG Collinson, Introducción a los sistemas de aviónica , 2003 Kluwer Academic Publishers, Boston. ISBN 1-4020-7278-3 . 
• José Miguel López-Higuer, Manual de tecnología de detección de fibra óptica , 2000, John Wiley & Sons Ltd.
• Hervé Lefèvre, El giroscopio de fibra óptica , 1993, Artech House. ISBN 0-89006-537-3 .