फाइबर ऑप्टिक Gyro

फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप फाइबर कोणीय वेग सेंसर है, जो विभिन्न फाइबर ऑप्टिक सेंसरों में सबसे आशाजनक है। फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप, रिंग लेजर गायरोस्कोप की तरह, बिना यांत्रिक गतिमान भागों, बिना वार्म-अप समय, असंवेदनशील त्वरण, विस्तृत गतिशील रेंज, डिजिटल आउटपुट और छोटे आकार के फायदे हैं। इसके अलावा, फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप रिंग लेजर गायरोस्कोप की घातक कमियों जैसे उच्च लागत और अवरुद्ध घटना पर भी काबू पाता है। इसलिए, कई देशों द्वारा फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप को महत्व दिया जाता है। पश्चिमी यूरोप में छोटे बैचों में कम-सटीक नागरिक फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप का उत्पादन किया गया है। यह अनुमान लगाया गया है कि 1994 में, अमेरिकी जाइरोस्कोप बाजार में फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप की बिक्री 49% तक पहुंच जाएगी, और केबल जाइरोस्कोप दूसरा स्थान (बिक्री का 35%) लेगा।

फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप का कार्य सिद्धांत Sagnac प्रभाव पर आधारित है। Sagnac प्रभाव जड़त्वीय स्थान के सापेक्ष घूर्णन बंद-लूप ऑप्टिकल पथ में प्रकाश के प्रसार का एक सामान्य संबंधित प्रभाव है, अर्थात, समान प्रकाश स्रोत से समान विशेषताओं वाले प्रकाश के दो पुंज एक ही बंद ऑप्टिकल पथ में विपरीत दिशाओं में फैलते हैं . अंत में उसी डिटेक्शन पॉइंट में मर्ज करें।
यदि बंद ऑप्टिकल पथ के तल के लंबवत अक्ष के चारों ओर जड़त्वीय स्थान के सापेक्ष घूर्णन का कोणीय वेग है, तो प्रकाश पुंजों द्वारा आगे और विपरीत दिशाओं में यात्रा करने वाला ऑप्टिकल पथ भिन्न होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक ऑप्टिकल पथ अंतर होता है, और प्रकाशिक पथ अंतर घूर्णन के कोणीय वेग के समानुपाती होता है। . इसलिए, जब तक ऑप्टिकल पथ अंतर और संबंधित चरण अंतर जानकारी ज्ञात होती है, तब तक घूर्णी कोणीय वेग प्राप्त किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल जाइरोस्कोप या लेजर गायरोस्कोप की तुलना में, फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
(1) कुछ हिस्से, उपकरण दृढ़ और स्थिर है, और प्रभाव और त्वरण के लिए मजबूत प्रतिरोध है;
(2) कुंडलित फाइबर लंबा होता है, जो लेजर जाइरोस्कोप की तुलना में परिमाण के कई आदेशों द्वारा पता लगाने की संवेदनशीलता और संकल्प में सुधार करता है;
(3) कोई यांत्रिक संचरण भाग नहीं है, और कोई पहनने की समस्या नहीं है, इसलिए इसकी लंबी सेवा जीवन है;
(4) एकीकृत ऑप्टिकल सर्किट प्रौद्योगिकी को अपनाना आसान है, सिग्नल स्थिर है, और इसे सीधे डिजिटल आउटपुट के लिए उपयोग किया जा सकता है और कंप्यूटर इंटरफ़ेस से जोड़ा जा सकता है;
(5) ऑप्टिकल फाइबर की लंबाई या कुंडल में प्रकाश के चक्रीय प्रसार की संख्या को बदलकर, विभिन्न सटीकता प्राप्त की जा सकती है और एक विस्तृत गतिशील सीमा प्राप्त की जा सकती है;
(6) सुसंगत बीम का प्रसार समय कम होता है, इसलिए सिद्धांत रूप में इसे बिना पहले से गरम किए तुरंत शुरू किया जा सकता है;
(7) इसका उपयोग रिंग लेजर गायरोस्कोप के साथ विभिन्न जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम के सेंसर बनाने के लिए किया जा सकता है, विशेष रूप से स्ट्रैप-डाउन इनर्टियल नेविगेशन सिस्टम के सेंसर;
(8) सरल संरचना, कम कीमत, छोटे आकार और हल्के वजन।

वर्गीकरण
कार्य सिद्धांत के अनुसार:
इंटरफेरोमेट्रिक फाइबर ऑप्टिक गायरोस्कोप (आई-एफओजी), फाइबर ऑप्टिक जीरोस्कोप की पहली पीढ़ी, वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। यह SAGNAC प्रभाव को बढ़ाने के लिए मल्टी-टर्न ऑप्टिकल फाइबर कॉइल का उपयोग करता है। मल्टी-टर्न सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर कॉइल से बना एक डुअल-बीम टॉरॉयडल इंटरफेरोमीटर उच्च सटीकता प्रदान कर सकता है और अनिवार्य रूप से समग्र संरचना को और अधिक जटिल बना देगा;
रेज़ोनेंट फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (R-FOG) दूसरी पीढ़ी का फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप है। यह सटीकता में सुधार के लिए SAGNAC प्रभाव और चक्रीय प्रसार को बढ़ाने के लिए एक रिंग रेज़ोनेटर का उपयोग करता है। इसलिए, यह छोटे फाइबर का उपयोग कर सकता है। गुंजयमान गुहा के अनुनाद प्रभाव को बढ़ाने के लिए R-FOG को एक मजबूत सुसंगत प्रकाश स्रोत का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, लेकिन मजबूत सुसंगत प्रकाश स्रोत कई परजीवी प्रभाव भी लाता है। इन परजीवी प्रभावों को कैसे समाप्त किया जाए यह वर्तमान में मुख्य तकनीकी बाधा है।
स्टिम्युलेटेड ब्रिलॉइन स्कैटरिंग फाइबर ऑप्टिक गायरोस्कोप (बी-एफओजी), तीसरी पीढ़ी का फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप पिछली दो पीढ़ियों में एक सुधार है, और यह अभी भी सैद्धांतिक अनुसंधान चरण में है।
ऑप्टिकल सिस्टम की संरचना के अनुसार: एकीकृत ऑप्टिकल प्रकार और सभी फाइबर प्रकार फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप।
संरचना के अनुसार: एकल-अक्ष और बहु-अक्ष फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप।
लूप प्रकार द्वारा: ओपन लूप फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप और क्लोज्ड लूप फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप।

1976 में इसकी शुरुआत के बाद से, फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप को बहुत विकसित किया गया है। हालांकि, फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप में अभी भी तकनीकी समस्याओं की एक श्रृंखला है, ये समस्याएं फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप की सटीकता और स्थिरता को प्रभावित करती हैं, और इस प्रकार इसके अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला को सीमित करती हैं। मुख्य रूप से शामिल हैं:
(1) तापमान क्षणिकों का प्रभाव। सैद्धांतिक रूप से, रिंग इंटरफेरोमीटर में दो बैक-प्रोपेगेटिंग लाइट पथ समान लंबाई के होते हैं, लेकिन यह केवल तभी सच होता है जब सिस्टम समय के साथ नहीं बदलता है। प्रयोगों से पता चलता है कि चरण त्रुटि और रोटेशन दर माप मूल्य का बहाव तापमान के समय के व्युत्पन्न के समानुपाती होता है। यह बहुत हानिकारक है, खासकर वार्म-अप अवधि के दौरान।
(2) कंपन का प्रभाव। कंपन भी माप को प्रभावित करेगा। कॉइल की अच्छी मजबूती सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त पैकेजिंग का उपयोग किया जाना चाहिए। अनुनाद को रोकने के लिए आंतरिक यांत्रिक डिजाइन बहुत ही उचित होना चाहिए।
(3) ध्रुवीकरण का प्रभाव। आजकल, सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला सिंगल-मोड फाइबर एक दोहरे ध्रुवीकरण मोड फाइबर है। फाइबर की द्विअर्थीता एक परजीवी चरण अंतर उत्पन्न करेगी, इसलिए ध्रुवीकरण फ़िल्टरिंग की आवश्यकता होती है। विध्रुवण फाइबर ध्रुवीकरण को दबा सकता है, लेकिन इससे लागत में वृद्धि होगी।
शीर्ष के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए। विभिन्न समाधान प्रस्तावित किए गए हैं। फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप के घटकों में सुधार, और सिग्नल प्रोसेसिंग विधियों में सुधार शामिल है।