Um giroscópio de fibra óptica (FOG) é um sensor de precisão que mede a velocidade angular usando a interferência da luz em vez de componentes mecânicos. Os engenheiros normalmente usam giroscópios ópticos em sistemas aeroespaciais, marítimos e de navegação onde alta confiabilidade e precisão são essenciais.
Ao contrário dos giroscópios tradicionais de massa giratória, os giroscópios ópticos não contêm partes móveis, o que melhora sua durabilidade e resistência à vibração e choque.
Um giroscópio óptico funciona usando o efeito Sagnac. Este efeito causa uma mudança de fase quando o sistema gira. O sistema divide um feixe de luz em duas partes. Um feixe viaja no sentido horário e o outro no sentido anti-horário. Ambos os feixes se movem através de uma fibra óptica de circuito fechado ou uma cavidade ressonante. A rotação causa uma diferença no tempo de viagem entre os feixes. Essa diferença cria uma mudança de fase mensurável. O sistema usa essa mudança para calcular a taxa de rotação.
Se o sistema estiver estacionário, ambos os feixes retornam ao detector ao mesmo tempo e interferem construtivamente. No entanto, quando o sistema gira, um feixe percorre um caminho ligeiramente mais longo que o outro, criando uma diferença de fase mensurável. O giroscópio converte essa mudança de fase em uma leitura precisa da velocidade angular.
Existem dois tipos principais de giroscópios ópticos: o Ring Laser Gyroscope (RLG) e o Fiber Optic Gyroscope (FOG). Os RLGs usam feixes de laser dentro de uma cavidade triangular ou quadrada feita de espelhos, enquanto os FOGs guiam a luz através de longas bobinas de fibra óptica. Os FOGs tendem a ser menores, mais leves e mais robustos, tornando-os ideais para plataformas móveis ou com restrição de espaço.
Esses sensores desempenham um papel fundamental nos sistemas de navegação inercial, onde ajudam a determinar a posição, direção e orientação sem depender de referências externas como o GPS. Sua capacidade de funcionar em ambientes com GNSS negado ou hostis os torna indispensáveis na defesa, aeroespacial, veículos autônomos e navegação subaquática.
FOG – Giroscópio de fibra óptica
