Un gyroscope à fibre optique est un appareil qui mesure le mouvement de rotation de la plate-forme ou de l’objet sur lequel il se trouve grâce à l’utilisation de la technologie à fibre optique. Cette plate-forme peut être tout ce qui bouge, y compris une voiture, un bateau, un avion ou un vaisseau spatial. Un gyroscope à fibre optique est le plus souvent utilisé pour la stabilisation et la navigation.
Les seules choses nécessaires pour construire un gyroscope à fibre optique sont une fibre optique, une source de lumière, un diviseur de faisceau et un détecteur. Tout d’abord, la source lumineuse émet un faisceau de lumière à des intervalles prédéfinis, que le séparateur divise en deux photons séparés. Ensuite, ces deux faisceaux sont envoyés dans des directions opposées le long de la fibre optique.
La longueur de la fibre optique varie selon les gyroscopes. En fait, les plus gros gyroscopes peuvent avoir 3.1 miles (5 km) de fibre optique, étroitement enroulés, bien que la plupart soient beaucoup plus petits. Le détecteur enregistre quand chaque photon arrive et calcule la différence de temps entre chacun.
Cette utilisation de la technologie de la fibre optique s’explique par l’effet Sagnac. Lorsque le gyroscope est parfaitement immobile, les deux faisceaux lumineux arrivent au même moment. D’autre part, lorsque le gyroscope tourne ou s’incline, le trajet d’un photon est raccourci. En mesurant la différence de temps entre le retour de chaque photon, le gyroscope peut déterminer exactement dans quel sens la plate-forme tourne et à quelle vitesse.
Un gyroscope peut déterminer beaucoup d’informations sur son mouvement, il est donc extrêmement utile comme stabilisateur. Un gyroscope à fibre optique pourrait être utilisé pour stabiliser des armes, comme un canon rotatif au sommet d’un char en mouvement. Dans les grands navires, il est souvent utilisé pour stabiliser l’antenne satellite afin que les navires maintiennent la communication radio, même par mer agitée.
Un autre objectif d’un gyroscope à fibre optique est la navigation. Lorsqu’un système de positionnement global (GPS) et un gyroscope à fibre optique sont combinés, le dispositif résultant est connu sous le nom de système de navigation inertielle (INS). Un INS détermine la position de la plate-forme, sa vitesse et son orientation. Tout, des voitures aux monorails en passant par les bateaux et les avions, peut en bénéficier. Même certains engins spatiaux et satellites sont équipés d’un gyroscope pour une navigation précise.
Comparé à d’autres types de gyroscopes, le gyroscope à fibre optique est plus petit, plus léger et plus durable. Il se compose principalement de fibre optique très légère ; les gyroscopes mécaniques ont plusieurs pièces métalliques montées sur un support. Une version à fibre optique dure plus longtemps que les gyroscopes mécaniques et à gaz car elle n’a pas de pièces en rotation. Le type de gyroscope à fibre optique est également très précis car il est capable de détecter des changements aussi petits qu’un degré par heure.