光ファイバージャイロスコープ（FOG）は、機械的な構成要素ではなく、光の干渉を利用して角速度を測定する高精度センサーです。エンジニアは通常、高い信頼性と精度が不可欠な航空宇宙、海事、および航法システムにおいて、光ファイバージャイロスコープを使用しています。
従来の回転質量型ジャイロスコープとは異なり、光ファイバージャイロスコープには可動部品が含まれていないため、耐久性が高く、振動や衝撃に対する耐性が向上しています。
光学ジャイロスコープは、サニャック効果を利用して動作します。この効果により、システムが回転すると位相シフトが生じます。システムは光ビームを2つに分割します。一方のビームは時計回りに、もう一方のビームは反時計回りに進みます。両方のビームは、閉ループの光ファイバーまたは共振空洞内を移動します。回転により、ビーム間の伝播時間に差が生じます。この差によって、測定可能な位相シフトが発生します。 システムはこの位相シフトを利用して回転速度を算出する。
システムが静止している場合、両方の光束は同時に検出器に戻り、建設干渉を起こす。しかし、システムが回転すると、一方の光束は他方よりもわずかに長い経路をたどることになり、測定可能な位相差が生じる。ジャイロスコープはこの位相シフトを、正確な角速度の測定値に変換する。
光学ジャイロスコープには、主に「リングレーザージャイロスコープ（RLG）」と「光ファイバージャイロスコープ（FOG）」の2種類があります。RLGは、ミラーで構成された三角形または正方形の共振器内でレーザー光を使用するのに対し、FOGは長い光ファイバーのコイルを通して光を導きます。 FOGは一般的に小型・軽量で堅牢性が高いため、移動体やスペースに制約のあるプラットフォームに最適です。
これらのセンサーは、GPSのような外部基準に依存することなく位置、方位、姿勢を決定する慣性航法システムにおいて重要な役割を果たしています。GNSS-通信が遮断された環境や過酷な環境下でも機能する能力により、防衛、航空宇宙、自動運転車、水中航行の分野において不可欠な存在となっています。
FOG – 光ファイバジャイロ
