بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله ضمن معرفی ژیروسکوپ لیزری و نحوه عملکرد آن، تداخل انتشار دو پرتو مختلف الجهت در آن با استفاده از ماتریس ABCD بررسی و شبیه سازی شده است. در ژیروسکوپ های لیزری به خاطر ایجاد دوران و اثر سایناک یک اختلاف فاز بین دو پرتو منتشر شده ایجاد می شود که هر چه این اختلاف فاز بیشتر باشد آشکارسازی فرانژهای تداخلی بهتر انجام می گیرد.
به طوری که هر چه زاویه دوران و طول بازوهای ژیروسکوپ بیشتر و طول موج لیزر کمتر باشد اختلاف فاز ایجاد شده بیشتر می شود و در نتیجه آشکارسازی بهتر انجام می گیرد. بررسی تاثیر این عوامل با استفاده از ماتریس ABCD و شبیه سازی تداخل صورت گرفته هدف اصلی این تحقیق است. نتایج نشان می دهد که هر چه طول بازوهای دستگاه بیشتر باشد قله شدت تداخلی افزایش می یابد و هر چه زاویه دوران بیشتر باشد تعداد فرانژهای تداخلی در مرکز پرده بیشتر می شود که این نشان دهنده بالا رفتن حساسیت دستگاه است و همچنین هر چه طول موج لیزر کمتر باشد فرانژهای واضح تری خواهیم داشت.
-1 مقدمه
ژیروسکوپ وسیله ای است که برای اندازه گیری سرعت دوران، میزان انحراف و ایجاد محورهای مختصات مرجع در وسایل نقیه هوایی، فضایی، دریایی و هر وسیله ای که تعادل در آن مهم است کاربرد دارد .[1] در ژیروسکوپ های لیزری به خاطر دوران ایجاد شده یک اختلاف فاز بین دو پرتو منتشر شده ایجاد می شود. هر چه این اختلاف فاز بیشتر باشد آشکارسازی فرانژهای تداخلی بهتر انجام می گیرد.
روابط مربوط به اختلاف فاز در ژیروسکوپ لیزری نشان می دهد که هر چه زاویه دوران، طول بازوهای ژیروسکوپ بیشتر و طول موج لیزر کمتر باشد اختلاف فاز ایجاد شده بیشتر می شود و در نتیجه آشکارسازی فرانژهای تداخلی بهتر انجام می گیرد. در این مقاله به بررسی تاثیر این عوامل با استفاده از ماتریس ABCD و شبیه سازی تداخل پرتوهای لیزری پرداخته شده است.
-2 مبانی فیزیکی ژیروسکوپ لیزری
ژیروسکوپ لیزری شامل یک مشدد حلقوی سه گوشه - مثلثی شکل - و یا چهار گوشه - مستطیلی شکل - است که بر روی یک موتور قرار می گیرد و موتور این صفحه را دوران می دهد. در این مقاله آرایش مثلثی، مطابق شکل 1، مد نظر قرار گرفته است. اساس کار ژیروسکوپ بر پایه اثر سایناک1 است. به طور خلاصه اگر دو پرتو یکی در جهت عقربه های ساعت و دیگری در خلاف جهت عقربه های ساعت در مشدد حلقوی حرکت کنند و یک دوران به این مشدد اعمال شود، مشاهده می شود که پرتویی که در جهت چرخش حرکت می کند نسبت به پرتوی دیگر، مسیر را در زمان بیشتری طی می کند و باعث ایجاد یک جابه جایی فاز بین دو پرتو می شود .[2]
در نتیجهآَشکار سازی بهتر انجام می شود. همان طور که از روابط بالا انتظار می رود، هر چه طول موج لیزر کمتر، طول بازوهای ژیروسکوپ و همچنین زاویه دوران بیشتر باشد اختلاف فاز ایجاد شده بین دو پرتو بیشتر و در نتیجه آشکار سازی بهتر انجام می شود. در این تحقیق با استفاده از ماتریس ABCD به شبیه سازی تاثیر زاویه دوران، طول موج لیزر و طول بازوهای ژیروسکوپ لیزری بر فرانژهای تداخلی پرداخته شده است. در اینصورت با داشتن ماتریس ABCD یک سیستم می توان نور را در درون آن ردیابی و پارامترهای مورد نیاز را در هر نقطه از سیستم به دست آورد.
