หลักการของ Gyroscope เลเซอร์แหวนคืออะไร?

วงแหวนเลเซอร์ไจโรสโคป (RLG) เป็นอุปกรณ์ที่น่าสนใจและมีความซับซ้อนสูงซึ่งปฏิวัติสาขาการนำทางและการวัดเฉื่อย ในฐานะซัพพลายเออร์แหวนฉันมีสิทธิพิเศษในการมีส่วนร่วมในการผลิตและการจัดจำหน่ายส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับการหมุนรอบเลเซอร์แหวนและฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะแบ่งปันหลักการที่อยู่เบื้องหลังเทคโนโลยีที่น่าทึ่งนี้กับคุณ

แนวคิดพื้นฐานของไจโรสโคปเลเซอร์แหวน

ที่แกนกลางของมันคือ Gyroscope เลเซอร์แหวนทำงานบนหลักการของเอฟเฟกต์ Sagnac เอฟเฟ็กต์ Sagnac ถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Georges Sagnac ในปี 1913 มันอธิบายปรากฏการณ์ที่รูปแบบการรบกวนของตัวนับสองตัว - แพร่กระจายคานแสงในการเปลี่ยนแปลงเส้นทางการหมุนวน

ในไจโรสโคปเลเซอร์แหวนจะเกิดช่องแสงแบบปิด - ลูปโดยทั่วไปจะอยู่ในรูปสามเหลี่ยมหรือรูปสี่เหลี่ยม ภายในโพรงนี้ลำแสงเลเซอร์สองลำถูกสร้างขึ้นและทำให้เดินทางไปในทิศทางตรงกันข้าม คานเหล่านี้มักจะถูกสร้างขึ้นโดยเลเซอร์ก๊าซเช่นเลเซอร์ฮีเลียม - นีออน

กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจการทำงานของ RLG คือการรับรู้ว่าเมื่อไจโรสโคปหมุนตัวนับทั้งสอง - คานแสงที่แพร่กระจายจะได้สัมผัสกับความยาวของเส้นทางแสงที่แตกต่างกัน จากผลของ Sagnac ความแตกต่างของเฟสระหว่างคานทั้งสองนั้นเป็นสัดส่วนกับความเร็วเชิงมุมของการหมุนของไจโรสโคป

โครงสร้างทางกายภาพและส่วนประกอบ

โครงสร้างทางกายภาพของ Gyroscope เลเซอร์แหวนประกอบด้วยองค์ประกอบที่สำคัญหลายอย่าง ส่วนที่ชัดเจนที่สุดคือโพรงแสง โพรงนี้ทำจากวัสดุที่มีความเสถียรสูงเช่นกระจกขยายตัวต่ำหรือเซรามิกเพื่อให้แน่ใจว่าขนาดของมันยังคงอยู่ในอุณหภูมิที่หลากหลาย

ที่มุมของโพรงออพติคอลกระจกจะถูกวางไว้ กระจกเหล่านี้มีคุณภาพสูงมากโดยมีการสะท้อนแสงสูงมาก พวกเขาอยู่ในแนวเดียวกันอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าลำแสงเลเซอร์สามารถเดินทางไปรอบ ๆ โพรงได้หลายครั้งโดยไม่สูญเสียความเข้มอย่างมีนัยสำคัญ

องค์ประกอบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือตัวกลางที่ได้รับ ในฮีเลียม - Neon RLG สื่อ Gain เป็นส่วนผสมของฮีเลียมและก๊าซนีออน เมื่อมีการใช้ไฟฟ้าที่ใช้กับส่วนผสมของก๊าซนี้การผกผันของประชากรจะเกิดขึ้นซึ่งจะช่วยให้การสร้างแสงเลเซอร์ที่สอดคล้องกัน

นอกจากนี้ยังมีเครื่องตรวจจับแสงใน RLG เครื่องตรวจจับเหล่านี้ใช้ในการวัดความเข้มของตัวนับทั้งสอง - การแพร่กระจายคานเลเซอร์ โดยการเปรียบเทียบความเข้มของคานทั้งสองความแตกต่างของเฟสระหว่างพวกเขาสามารถกำหนดได้ซึ่งจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วเชิงมุมของไจโรสโคป

หลักการทางคณิตศาสตร์

ในทางคณิตศาสตร์เฟส sagnac shift $ \ delta \ phi $ จะได้รับจากสูตร:

$ \ delta \ phi = \ frac {8 \ pi a \ omega} {\ lambda c} $

โดยที่ $ a $ เป็นพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยเส้นทางออปติคัล, $ \ omega $ เป็นความเร็วเชิงมุมของการหมุนของไจโรสโคป, $ \ lambda $ เป็นความยาวคลื่นของแสงเลเซอร์และ $ c $ คือความเร็วของแสงในสูญญากาศ

สูตรนี้แสดงความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างการเปลี่ยนเฟสและความเร็วเชิงมุม โดยการวัดการเปลี่ยนเฟสอย่างแม่นยำสามารถกำหนดความเร็วเชิงมุมได้

ในทางปฏิบัติการวัดการเปลี่ยนเฟสมักจะถูกแปลงเป็นความแตกต่างความถี่ระหว่างคานเลเซอร์ที่แพร่กระจายทั้งสองตัวนับ เมื่อไจโรสโคปอยู่นิ่งความถี่ของคานทั้งสองจะเหมือนกัน อย่างไรก็ตามเมื่อมันหมุนจะมีการแนะนำความแตกต่างของความถี่ $ \ delta f $ ซึ่งได้รับจาก:

$ \ delta f = \ frac {4a \ omega} {\ lambda l}

โดยที่ $ l $ เป็นปริมณฑลของเส้นทางออปติคัล

ข้อดีของการหมุนรอบเลเซอร์แหวน

หนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของการหมุนรอบเลเซอร์แหวนคือความแม่นยำสูงของพวกเขา พวกเขาสามารถวัดความเร็วเชิงมุมที่มีความแม่นยำสูงมากทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องใช้การนำทางที่แม่นยำเช่นในเครื่องบินเรือดำน้ำและยานอวกาศ

ข้อดีอีกประการหนึ่งคือเวลาตอบสนองที่รวดเร็วของพวกเขา RLGs สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเร็วเชิงมุมเกือบจะทันทีซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในระบบไดนามิกที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในการวางแนว

พวกเขายังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานและน่าเชื่อถือสูง เนื่องจากพวกเขาไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว (ยกเว้นการหมุนของอุปกรณ์ทั้งหมดเอง) จึงมีการสึกหรอน้อยลงและสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานโดยไม่ต้องมีการเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญ

แอปพลิเคชัน

การใช้งานของการหมุนรอบเลเซอร์แหวนนั้นแพร่หลาย ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศพวกเขาจะใช้ในระบบนำทางเฉื่อย (INS) ของเครื่องบินและยานอวกาศ ระบบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการวัดความเร็วเชิงมุมที่แม่นยำเพื่อกำหนดทิศทางและตำแหน่งของยานพาหนะ

ในอุตสาหกรรมทางทะเล RLGs ใช้ในเรือและเรือดำน้ำเพื่อนำทางและการรักษาเสถียรภาพ พวกเขาช่วยในการรักษาหลักสูตรที่ถูกต้องและทำให้เรือมีเสถียรภาพในทะเลที่ขรุขระ

ในภาคการป้องกันจะใช้การหมุนรอบเลเซอร์แหวนในระบบนำทางขีปนาวุธ การวัดความแม่นยำสูงของความเร็วเชิงมุมช่วยให้การกำหนดเป้าหมายและคำแนะนำของขีปนาวุธถูกต้อง

บทบาทของเราในฐานะซัพพลายเออร์แหวน

ในฐานะซัพพลายเออร์แหวนเรามีบทบาทสำคัญในการผลิตไจโรสโคปเลเซอร์แหวน เราให้บริการวงแหวนคุณภาพสูงที่ใช้ในการสร้างโพรงแสง วงแหวนเหล่านี้ทำจากวัสดุที่มีความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติเชิงกลทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพระยะยาวของการหมุนวน

เราเข้าใจถึงข้อกำหนดที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมการผลิตไจโรสโคปและเราทำงานอย่างใกล้ชิดกับลูกค้าของเราเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของพวกเขา วงแหวนของเราได้รับการออกแบบและประดิษฐ์อย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาได้มาตรฐานที่สูงของความแม่นยำและความน่าเชื่อถือที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน RLG

แหวนเครื่องประดับที่เกี่ยวข้อง

หากคุณมีความสนใจในวงแหวนประเภทอื่นเรายังมีแหวนเครื่องประดับที่หลากหลาย คุณสามารถตรวจสอบของเราเครื่องประดับผู้หญิงเพชร 925 แหวน Moissanite สีเงินซึ่งเหมาะสำหรับผู้หญิงที่รักเครื่องประดับที่สง่างามและสวยงาม

สำหรับผู้ที่ชอบการออกแบบที่โรแมนติกมากขึ้นเรารูปหัวใจ Moissanite 925 Silver Ringเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยม

และสำหรับผู้ชายเรามีMoissanite Rings Men 925 Sterling Silverซึ่งรวมสไตล์และความทนทาน

บทสรุป

โดยสรุปหลักการของไจโรสโคปเลเซอร์แหวนขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ Sagnac ซึ่งช่วยให้สามารถวัดความเร็วเชิงมุมที่แม่นยำได้ การรวมกันของหลักการทางแสงทางกายภาพและคณิตศาสตร์ขั้นสูงทำให้ RLGS เป็นเทคโนโลยีที่มีความซับซ้อนและเชื่อถือได้สูง

ในฐานะซัพพลายเออร์แหวนเรามุ่งมั่นที่จะจัดหาส่วนประกอบที่มีคุณภาพสูงสำหรับการผลิต Gyroscopes เลเซอร์แหวน หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับส่วนประกอบ RLG หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเราโปรดติดต่อเราเพื่อรับการจัดซื้อและการอภิปรายเพิ่มเติม เราหวังว่าจะได้ทำงานร่วมกับคุณเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณ

การอ้างอิง

• Arvind K. Gupta, "หลักการของ Laser Gyroscopes", Springer, 2011
• David A. Sheppard, "Optical Gyroscopes", CRC Press, 2005