Laser-Gyroskop - definition von
Laser-Gyroskop - definition von
Laser-Gyroskop ist ein Präzisions-Trägheitsmessgerät, das zur Messung der Winkelgeschwindigkeit der Rotation um eine oder mehrere Achsen verwendet wird. Im Gegensatz zu mechanischen Gyroskopen, die rotierende Massen verwenden, basiert der Betrieb des Laserkreisels auf dem Phänomen der Interferenz von Lichtwellen in einem geschlossenen optischen Resonatorsystem. Der wichtigste physikalische Effekt, der bei dieser Art von Konstruktion genutzt wird, ist der Sagnac-Effekt, der die Differenz der optischen Wege zweier gegenläufiger-rotierenden Laserstrahlen in einem rotierenden Bezugssystem.
Die Grundkonfiguration eines Laserkreisels umfasst einen optischen Schaltkreis - in der Regel in Form eines geschlossenen Dreiecks oder Quadrats - in dem zwei kohärente Lichtstrahlen erzeugt werden, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Im Ruhezustand, sind die optischen Längen der beiden Pfade identisch und die Interferenz zeigt keine Phasenverschiebung. Wenn das System um eine Achse gedreht wird, die senkrecht zur Umfangsebene steht, bewirkt der Sagnac-Effekt eine Änderung des relativen optischen Weges für jeden Strahl, was zu einer Phasenverschiebung führt, die proportional zur Winkelgeschwindigkeit ist.
Durch Aufzeichnung dieser Phasenverschiebung, ist es möglich, die genaue Drehung zu bestimmen, ohne dass bewegliche mechanische Teile benötigt werden. Daraus ergibt sich, zeichnen sich Laserkreisel durch eine sehr hohe Stabilität, vibrationsfestigkeit und lange Lebensdauer aus, was sie besonders nützlich für die Luftfahrt macht, schiffsnavigation, raumfahrtsysteme, als auch in der autonomen Fahrzeugtechnik.
Laserkreisel gehören zur Gruppe der optischen Gyroskope, die auch Geräte mit lichtwellenleiter (FOG - Faseroptisches Gyroskop). Im Vergleich zu ihnen, erfordert die Konstruktion von Laserkreiseln eine präzise Ausrichtung der Spiegelresonatoren und eine Stabilisierung der Laserparameter, bietet jedoch eine höhere Empfindlichkeit und Genauigkeit für Anwendungen, die die Erkennung sehr kleiner Änderungen der Ausrichtung erfordern.
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