光ファイバージャイロスコープ (FOG) は、機械部品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。技術者は通常、高い信頼性と精度が不可欠な航空宇宙、海事、ナビゲーションシステムで光学式ジャイロスコープを使用します。
従来の回転質量型ジャイロスコープとは異なり、光学式ジャイロスコープは可動部品を含まないため、耐久性、耐振動性、耐衝撃性が向上します。
光学式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。この効果は、システムが回転すると位相シフトを引き起こします。システムは光ビームを2つに分割し、一方のビームは時計回りに、もう一方は反時計回りに進みます。両方のビームは閉ループ光ファイバーまたは共振器内を移動します。回転により、ビーム間の伝播時間に差が生じ、この差が測定可能な位相シフトを生み出します。システムはこのシフトを利用して回転速度を計算します。
システムが静止している場合、両方のビームは同時に検出器に戻り、強め合って干渉します。しかし、システムが回転すると、一方のビームが他方よりもわずかに長い経路を移動し、測定可能な位相差が生じます。ジャイロスコープはこの位相シフトを正確な角速度の読み取り値に変換します。
光学式ジャイロスコープには、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つの主要なタイプがあります。RLGはミラーで構成された三角形または四角形の空洞内でレーザービームを使用する一方、FOGは長い光ファイバーコイルを通して光を導きます。FOGは小型、軽量、堅牢である傾向があり、モバイルプラットフォームやスペースが限られたプラットフォームに最適です。
これらのセンサーは慣性航法システムにおいて重要な役割を果たし、GPSのような外部参照に頼ることなく、位置、方位、姿勢の決定を支援します。GNSSが利用できない、または過酷な環境で機能する能力は、防衛、航空宇宙、自律走行車、水中ナビゲーションにおいて不可欠なものとなっています。
FOG – 光ファイバジャイロ
