|  | | Re: Laserove gyroskopy 9. 1. 2006 / 08:53 | |
| | Laserový gyroskop (také gyrometr) je přístroj, kterým lze čistě optickou cestou bez pohyblivých částí měřit počet otáček. Podkladem pro to je další relativistický efekt. Princip optického setrvačníku je starý - byl objeven Sagnacem v roce 1913, a je poměrně jednoduchý.
Světelný paprsek je pomocí poloprůhledného zrcadla rozdělen na paprsek obíhající vpravo a vlevo v rezonátoru "prstencového" tvaru. Oba tyto paprsky jsou opět po oběhnutí spojeny a dojde k interferenci. Je-li celý systém v otáčivém pohybu, dostaneme rozdílné časové světelné údaje pro paprsek obíhající vpravo a vlevo, protože zatímco světlo jednou oběhne, posune se prstenec o malý kousek dále. Rozdíl délky drah je poměrný k rychlosti otáčení systému a k ploše ozářené světlem. Před objevem laseru byl tento jev těžko měřitelný. Vzhledem k absenci koherentního světelného zdroje použili Michelson a Gale v roce 1925 prstencovou stavbu o délce strany 1,5 km, aby prokázali otáčení Země. Dnes je to jednodušší. V praxi se postaví ze stejného malého prstencového rezonátoru laser, který současně vyrábí jak vpravo, tak vlevo obíhající světlo. Otočíme-li tento prstencový laser kolem osy stojící svisle na rovinu rezonátoru, následuje ze Sagnacova efektu plynoucí frekvenční posun obou obíhajících paprsků a my můžeme posuzovat změnu interferenčního vzorku obou opět splynulých paprsků. První funkční prstencový otáčivý laser byl sestaven již 3 roky po objevení laseru v roce 1963 Mackem a Davisem.
Hodnotíme-li automaticky změny interferenčního vzorku, potom lze z takového laseru postavit přístroj - laserový gyroskop, který může permanentně sledovat, jak se celý systém točí a kterým směrem. Tento přístroj může dnes na palubě letadla nahradit mechanické setrvačníkové navigační přístroje. Předností laserového gyroskopu je to, že není citlivý na lineární pohyby, může zachytit i vysoké úhlové rychlosti a neobyčejně rychle reaguje na každou změnu počtu otáček. Jeho absolutní přesnost však není tak veliká jako u mechanických setrvačníkových systémů. Dnes je však už možné letět z Frankfurtu do Los Angeles podle laserového gyroskopu a zbytková chyba je při doletu menší než 1 km. Všechny komerčně získatelné laserové gyroskopy používají maximálně stabilní prstencový rezonátor. Je známý např. systém, který byl vyvinut Honeywellem ve spolupráci s Zeissem na počátku 90. let. Výstavba rezonátoru je trojúhelníková. Celý rezonátor včetně HeNe laserové trubice je zhotoven z trojúhelníkového monolitického bloku ze zeroduru, na němž jsou upevněna laserová zrcadla. Zerodur je speciální keramické sklo s nulovou tepelnou roztažností. Místo klasické výstavby rezonátoru je možno použít cívku ze skleněných vláken. Její předností je to, že dojde k většímu posunu vlnových délek obou částečných paprsků, protože velikost uzavřené plochy stoupá s počtem ovinutých vláken cívky.
Zdroj: strýček Google |
| |
|
