FOG – Giroscopio a fibra ottica
Un giroscopio a fibra ottica (FOG) è un sensore di precisione che misura la velocità angolare sfruttando l'interferenza della luce anziché componenti meccanici. Gli ingegneri utilizzano tipicamente i giroscopi ottici nei sistemi aerospaziali, marittimi e di navigazione in cui elevata affidabilità e precisione sono essenziali.
A differenza dei tradizionali giroscopi a massa rotante, i giroscopi ottici non contengono parti in movimento, il che migliora la loro durata 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 raggio di luce in due parti. Un raggio viaggia in senso orario e l'altro in senso antiorario. Entrambi i raggi si muovono attraverso una fibra ottica ad anello chiuso o una cavità risonante. La rotazione provoca una differenza nel tempo di percorrenza tra i raggi. Questa differenza crea uno sfasamento misurabile. Il sistema utilizza questo sfasamento per calcolare la velocità di rotazione.
Se il sistema è stazionario, entrambi i raggi tornano al rilevatore nello stesso momento e interferiscono in modo costruttivo. Tuttavia, quando il sistema ruota, un raggio percorre un tragitto leggermente più lungo rispetto all'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 di forma triangolare o quadrata costituita da specchi, mentre i FOG guidano la luce attraverso lunghe bobine di fibra ottica. I FOG tendono a essere più piccoli, leggeri e più robusti, il che li rende ideali per piattaforme mobili o con spazi limitati.
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 difficili o privi di GNSS li rende indispensabili nei settori della difesa, aerospaziale e dei veicoli autonomi.
