5. Перспективи розвитку гіроскопічного приладобудування

Сьогодні створено досить точні гіроскопічні системи, що задовольняють велике коло споживачів. Наприклад, сьогодні широко поширене використання мікромеханічних (МЕМС) гіроскопів у системах стабілізації автомобілів чи відеокамер.

На думку прихильників таких методів навігації, як GPS та ГЛОНАСС, видатний прогрес у галузі високоточної супутникової навігації зробив непотрібними автономні засоби навігації. Наразі розробляється система навігаційних супутників третього покоління. Вона дозволить визначати координати об'єктів на поверхні Землі з точністю до одиниць сантиметрів у диференціальному режимі при знаходженні в зоні покриття коригувального сигналу DGPS. При цьому нібито відпадає потреба у використанні курсових гіроскопів. Наприклад, установка на крилах літака двох приймачів супутникових сигналів дозволяє отримати інформацію про поворот літака навколо вертикальної осі.

Однак системи GPS виявляються нездатними точно визначати положення в міських умовах, при поганій видимості супутників. Подібні проблеми виявляються і в лісовій місцевості. У літаках GPS виявляється точніше акселерометрів на довгих ділянках. Але використання двох приймачів GPS для вимірювання кутів нахилу літака дає похибки до декількох градусів. Підрахунок курсу шляхом визначення швидкості літака за допомогою GPS також не є достатньо точним. Тому в сьогоднішніх навігаційних системах оптимальним рішенням є комбінація GPS та гіроскопічних систем.

За останні десятиліття, еволюційний розвиток гіроскопічної техніки наблизився до порога якісних змін. Саме тому увага спеціалістів у галузі гіроскопії зараз зосередилася на пошуку нестандартних застосувань таких приладів. Відкрилися нові цікаві завдання: розвідка корисних копалин, передбачення землетрусів, надточний вимір положень залізничних колій та нафтопроводів, медична техніка та багато інших.

ІІІ. РОЗРАХУНОК БЛОКУ СХЕМИ ЛАЗЕРНОГО ГІРОСКОПА

1. Розрахунок методом Мюллера: проходження неполяризованого лазерного пучка через перетворювач поляризації.

Нехай на перетворювач поляризації (ПП) (рис. 7), що складається з послідовно установлених лінійного поляризатора (П), лінійної фазової пів хвильової пластини λ/2, а також лінійної чверть хвильової фазової пластини λ/4 неполяризованого випромінювання, вектор Стокса, який має вигляд:

Рис. 7

Необхідно розрахувати вектор Стокса лазерного пучка на виході ПП, використовуючи дані з табл. 1.1-1.3.

Варіант 1

Варіант 5

Варіант 9

2. Розрахунок методом Джонса: проходження цілком поляризованого лазерного пучка через оптичний пристрій.

Нехай лівоциркуляційне поляризоване випромінювання з одиничною інтенсивністю, що описується вектором Джонса падає на оптичний пристрій ОУ (рис. 8), що складається з послідовно установлених таких чотирьох оптичних елементів:

• Лінійного поляризатора (ПI);

• Лінійної фазової чверть хвильової пластини (λ/4);

• Лінійного поляризатора (П2);

• Правоциркуляційної фазової 90 град. пластини (ПЗ).

Рис. 8

Необхідно розрахувати вектор Джонса лазерного пучка на виході ОУ, використовуючи дані з табл. 2.1-2.3.

Варіант 0

Варіант 8

Варіант 1

3. Порівняння методів розрахунку Мюллера та Джонса.

Нехай лівоциркуляційне поляризоване випромінювання з одиничною інтенсивністю, що може описуватися відповідно або вектором Джонса або вектором Стокса падає на оптичний устрій (ОУ) (рис. 8), що складається з послідовно установлених:

• Лінійного поляризатора (ПI);

• Лінійної фазової чверть хвильової пластини (λ/4);

• Лінійного поляризатора (П2);

• Правоциркуляційної фазової 90 град. пластини (ПЗ).

Необхідно розрахувати вектор Стокса і Джонса на виході ОУ, використовуючи вихідні дані з табл. 2.1-2.3.

Матриця Мюллера для кожного оптичного елемента ОУ (рис. 8).

Варіант 4