Un giroscopio a fibra ottica (FOG) è un sensore di precisione che misura la velocità angolare utilizzando l'interferenza della luce anziché componenti meccanici. I giroscopi ottici sono tipicamente impiegati dagli ingegneri in sistemi aerospaziali, marittimi e di navigazione, dove alta affidabilità e precisione sono essenziali.
A differenza dei giroscopi tradizionali a massa rotante, i giroscopi ottici non contengono parti in movimento, il che ne migliora la durabilità e la resistenza alle vibrazioni e agli urti.
Un giroscopio ottico funziona sfruttando l'effetto Sagnac. Questo effetto provoca uno sfasamento quando il sistema ruota. Il sistema divide un fascio di luce in due parti. Un fascio viaggia in senso orario e l'altro in senso antiorario. Entrambi i fasci si muovono attraverso una fibra ottica ad anello chiuso o una cavità risonante. La rotazione provoca una differenza nel tempo di percorrenza tra i fasci. Questa differenza crea uno sfasamento misurabile. Il sistema utilizza questo sfasamento per calcolare la velocità di rotazione.
Se il sistema è stazionario, entrambi i fasci tornano al rilevatore contemporaneamente e interferiscono costruttivamente. Tuttavia, quando il sistema ruota, un fascio percorre un percorso leggermente più lungo dell'altro, creando una differenza di fase misurabile. Il giroscopio converte questo sfasamento in una lettura precisa della velocità angolare.
Esistono due tipi principali di giroscopi ottici: il giroscopio laser ad anello (RLG) e il giroscopio a fibra ottica (FOG). Gli RLG utilizzano fasci laser all'interno di una cavità triangolare o quadrata fatta di specchi, mentre i FOG guidano la luce attraverso lunghe bobine di fibra ottica. I FOG tendono ad essere più piccoli, più leggeri e più robusti, rendendoli ideali per piattaforme mobili o con spazio limitato.
Questi sensori svolgono un ruolo chiave nei sistemi di navigazione inerziale, dove aiutano a determinare posizione, rotta e orientamento senza fare affidamento su riferimenti esterni come il GPS. La loro capacità di funzionare in ambienti privi di GNSS o ostili li rende indispensabili in difesa, aerospazio, veicoli autonomi e navigazione subacquea.
FOG – Giroscopio a fibra ottica
