फाइबर ऑप्टिक जायरोस्कोप (एफओजी) क्या है? यह कैसे काम करता है?

फाइबर ऑप्टिक जायरोस्कोप (FOG) एक उच्च-स्तरीय सॉलिड-स्टेट इनर्टियल सेंसर है जो पारंपरिक यांत्रिक रोटर संरचनाओं और पारंपरिक कंपन MEMS जायरो आर्किटेक्चर को पूरी तरह से छोड़ देता है। हमारी तकनीकी टीम द्वारा स्वतंत्र रूप से इंजीनियर और अनुकूलित, यह मुख्य परिशुद्धता ऑप्टिकल इनर्टियल डिवाइस चलती वाहकों के कोणीय वेग को सटीक रूप से कैप्चर और मापने के लिए शुद्ध ऑप्टिकल फाइबर ट्रांसमिशन सेंसिंग तकनीक को अपनाता है, जो उच्च-विश्वसनीयता इनर्टियल नेविगेशन परिदृश्यों के लिए अद्वितीय प्रदर्शन प्रदान करता है।

बाजार में मुख्यधारा के MEMS जायरोस्कोप और यांत्रिक जायरोस्कोप से अलग, हमारे स्व-विकसित FOG में कोई यांत्रिक चलने वाले पुर्जे नहीं, अत्यंत कम दीर्घकालिक बहाव, तात्कालिक कोल्ड स्टार्ट, और चरम पर्यावरणीय स्थिरताहैं। यह प्रभावी रूप से वाणिज्यिक-ग्रेड इनर्टियल सेंसर के परिशुद्धता अंतर को भरता है और एयरोस्पेस, गहरे समुद्र की खोज, समुद्री नेविगेशन, और उच्च-परिशुद्धता औद्योगिक माप की कठोर तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करता है जिन्हें सामान्य इनर्टियल डिवाइस समर्थन नहीं कर सकते।

हमारा FOG उत्कृष्ट संवेदन लचीलेपन के साथ एक अल्ट्रा-वाइड डायनामिक मापन रेंज का दावा करता है। यह पृथ्वी के घूर्णन के बराबर अत्यंत धीमी गति से घूर्णन को सटीक रूप से कैप्चर कर सकता है और विमानों, मानव रहित वाहनों और समुद्री उपकरणों के उच्च गति वाले गतिशील घूर्णन पर तेजी से प्रतिक्रिया कर सकता है। शून्य-विलंब स्टार्टअप का समर्थन करता है जिसमें किसी वार्म-अप समय की आवश्यकता नहीं होती है, हमारे फाइबर ऑप्टिक जायरोस्कोप पावर-ऑन के तुरंत बाद स्थिर आउटपुट प्रदान करते हैं, जो तेज-प्रतिक्रिया, उच्च-परिशुद्धता मिशन परिदृश्यों के लिए महत्वपूर्ण है।

संरचनात्मक डिजाइन और अनुप्रयोग स्थिति के आधार पर, हमारी FOG श्रृंखला एकल-अक्ष और त्रि-अक्ष विन्यासों में विभाजित है। एकल-अक्ष FOG कम लागत और सरल अंशांकन प्रक्रियाओं के साथ एक कॉम्पैक्ट हल्के संरचना को अपनाता है, जो मध्यम-अंत औद्योगिक और मानव रहित उपकरणों के लिए एकल-दिशात्मक रवैया स्थिरीकरण और बुनियादी नेविगेशन प्रणालियों से पूरी तरह मेल खाता है। त्रि-अक्ष FOG पूर्ण-आयामी ऑप्टिकल सेंसिंग डिजाइन को एकीकृत करता है, जो पूर्ण 3D रवैया ट्रैकिंग और अल्ट्रा-उच्च व्यापक नेविगेशन सटीकता का एहसास करता है, जो मानवयुक्त विमानों, लंबी-अवधि वाले UUVs, अपतटीय जहाजों और गहरे समुद्र का पता लगाने वाले प्लेटफार्मों जैसे उच्च-स्तरीय पूर्ण-स्थिति नेविगेशन उपकरणों की सेवा करता है। बेहतर व्यापक प्रदर्शन के साथ, हमारे FOG उत्पादों को वैश्विक उच्च-परिशुद्धता इनर्टियल मापन और नेविगेशन क्षेत्रों में व्यापक रूप से तैनात किया गया है।

हमारे सभी फाइबर ऑप्टिक जायरोस्कोप क्लासिक सैग्नैक प्रभाव पर आधारित हैं, जो ऑप्टिकल इनर्टियल सेंसिंग का मौलिक भौतिक सिद्धांत है, जो यांत्रिक हस्तक्षेप के बिना गैर-संपर्क, उच्च-स्थिरता और बहाव-दबा हुआ घूर्णन माप सुनिश्चित करता है।

कार्य तंत्र को सहज रूप से एक मानकीकृत भौतिक सादृश्य के साथ चित्रित किया जा सकता है: दो प्रकाश किरणें सटीक "उच्च-गति धावकों" के रूप में कार्य करती हैं, और कसकर घाव उच्च-परिशुद्धता ऑप्टिकल फाइबर कॉइल एक बंद गोलाकार ऑप्टिकल ट्रांसमिशन ट्रैक के रूप में कार्य करता है। जब जायरोस्कोप स्थिर अवस्था में होता है, तो आंतरिक स्थिर प्रकाश स्रोत से उत्सर्जित दो समान निम्न-सुसंगत प्रकाश किरणें विभाजित होती हैं और फाइबर लूप के साथ क्रमशः दक्षिणावर्त और वामावर्त फैलती हैं, शून्य चरण अंतर के साथ एक साथ लौटती हैं।

एक बार जब वाहक घूमता है, तो दो विपरीत-प्रसारित प्रकाश किरणों का प्रभावी ऑप्टिकल ट्रांसमिशन पथ समकालिक रूप से बदल जाता है। एक किरण एक विस्तारित ऑप्टिकल पथ से यात्रा करती है जबकि दूसरी एक छोटा पथ यात्रा करती है, जिससे एक छोटा लेकिन पता लगाने योग्य समय अंतर और चरण बदलाव उत्पन्न होता है। वाहक के वास्तविक समय कोणीय वेग के लिए सख्ती से आनुपातिक, यह चरण अंतर हमारे स्व-विकसित सिग्नल डिमॉड्यूलेशन एल्गोरिथम सिस्टम द्वारा कैप्चर, विश्लेषण और गणना की जाती है।

यह जोर देने योग्य है कि हमारे FOG द्वारा उत्पन्न सैग्नैक चरण बदलाव विशुद्ध रूप से घूर्णी गति के तहत प्रभावी ऑप्टिकल पथ के परिवर्तन से उत्पन्न होता है, न कि प्रकाश की गति में भिन्नता से। यह मुख्य भौतिक लाभ मौलिक मापन त्रुटियों को समाप्त करता है, हमारे FOG श्रृंखला को अल्ट्रा-उच्च दीर्घकालिक मापन स्थिरता और दोहराव के साथ संपन्न करता है, जो पारंपरिक इनर्टियल सेंसर की सटीकता सीमा से कहीं अधिक है।

हमारा FOG एक अत्यधिक एकीकृत ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रणाली है जो पांच मुख्य इन-हाउस विकसित और कैलिब्रेटेड घटकों से बनी है। हर संरचनात्मक डिजाइन और तकनीकी प्रक्रिया को स्वतंत्र रूप से हमारी आर एंड डी टीम द्वारा अनुकूलित किया जाता है ताकि ऑप्टिकल सिग्नल ट्रांसमिशन से लेकर इलेक्ट्रिकल सिग्नल आउटपुट तक सटीक समन्वय प्राप्त किया जा सके, जो छोटे ऑप्टिकल चरण परिवर्तनों को उच्च-परिशुद्धता, उच्च-स्थिरता कोणीय वेग डेटा में परिवर्तित करता है।

• पेशेवर स्थिर प्रकाश स्रोत स्वतंत्र रूप से इन-हाउस स्क्रीन और कैलिब्रेटेड अनुकूलित SLD/ASE निम्न-सुसंगत प्रकाश स्रोतों से सुसज्जित, जो अल्ट्रा-स्थिर और निम्न-शोर ऑप्टिकल आउटपुट प्रदान करता है। यह स्रोत से ऑप्टिकल अवांछित हस्तक्षेप को दबाता है, जो दीर्घकालिक निरंतर मापन सटीकता और लंबी अवधि के नेविगेशन मिशनों के लिए एंटी-क्षीणन प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।
• उच्च-परिशुद्धता ऑप्टिकल कपलर और वाई-जंक्शन वेवगाइड स्व-कैलिब्रेटेड 2*2 एक्स-प्रकार कपलर और उच्च-स्थिरता वाई-वेवगाइड घटकों को अपनाना, जो समान-बीम प्रकाश विभाजन और कुशल प्रकाश संयोजन प्राप्त करता है। यह सटीक ध्रुवीकरण नियंत्रण और रैखिक चरण मॉड्यूलेशन कार्यों को एकीकृत करता है, जो उच्च-संवेदनशीलता सैग्नैक प्रभाव का पता लगाने के लिए एक विश्वसनीय ऑप्टिकल नींव प्रदान करता है।
• उच्च-ग्रेड घाव फाइबर कॉइल (कोर सेंसिंग यूनिट) मुख्य संवेदन घटक अल्ट्रा-कम-हानि विशेष ऑप्टिकल फाइबर को बहु-परत सघन वाइंडिंग तकनीक के साथ अपनाता है जिसे हमारी टीम द्वारा स्वतंत्र रूप से अनुकूलित किया गया है। उचित फाइबर लंबाई और कॉइल टर्न सूक्ष्म सैग्नैक चरण अंतर को काफी बढ़ाते हैं, सेंसर रिज़ॉल्यूशन और डिटेक्शन संवेदनशीलता में काफी सुधार करते हैं। हमारी विशेष वाइंडिंग प्रक्रिया और निश्चित संरचनात्मक डिजाइन प्रभावी रूप से बाहरी कंपन और तापमान विरूपण का विरोध करते हैं, जिससे संवेदन प्रदर्शन क्षीणन से बचा जा सकता है।
• उच्च-संवेदनशीलता फोटोडिटेक्टर अनुकूलित फोटोइलेक्ट्रिक सेंसिंग घटक छोटे हस्तक्षेप प्रकाश तीव्रता परिवर्तनों को कैप्चर करते हैं, जो अल्ट्रा-उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात के साथ कमजोर विद्युत मूल संकेतों में सूक्ष्म ऑप्टिकल चरण अंतर को परिवर्तित करते हैं, जो बाद के एल्गोरिथम समाधान के लिए शुद्ध और प्रभावी कच्चा डेटा प्रदान करते हैं।
• स्व-विकसित सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट सिस्टम हमारे विशेष अनुकूली डिमॉड्यूलेशन, शोर फ़िल्टरिंग, और तापमान मुआवजा सर्किट मूल विद्युत संकेतों के प्रवर्धन, अंशांकन और त्रुटि मुआवजे का एहसास करते हैं। यह वास्तविक समय में पर्यावरणीय शोर हस्तक्षेप को समाप्त करता है और अंततः स्थिर, उच्च-परिशुद्धता और उपलब्ध कोणीय वेग और रवैया डेटा आउटपुट करता है।

पारंपरिक यांत्रिक जायरोस्कोप और वाणिज्यिक MEMS जायरोस्कोप की तुलना में, हमारी स्वतंत्र रूप से विकसित FOG श्रृंखला में उच्च-स्तरीय इनर्टियल नेविगेशन क्षेत्रों में अपूरणीय मुख्य ताकतें हैं:

1. पूर्ण सॉलिड-स्टेट और शून्य घिसाव: कोई यांत्रिक घूमने वाले पुर्जे या कंपन संरचनाएं नहीं, शून्य यांत्रिक घिसाव और थकान हानि, सेवा जीवन को बहुत बढ़ाना और रखरखाव के बाद की लागत को कम करना।
2. अत्यंत कम दीर्घकालिक बहाव: पूर्ण-तापमान रेंज अंशांकन और स्व-अनुकूली त्रुटि मुआवजा एल्गोरिदम के साथ, यह लंबी अवधि के निरंतर संचालन के दौरान अत्यंत कम बहाव बनाए रखता है, जो पारंपरिक इनर्टियल सेंसर की संचयी त्रुटियों की मुख्य दर्द बिंदु को हल करता है।
3. तात्कालिक स्टार्टअप और तेज प्रतिक्रिया: किसी प्रीहीटिंग की आवश्यकता नहीं है, पावर-ऑन के बाद वास्तविक समय नेविगेशन आउटपुट प्राप्त करना, तेजी से प्रतिक्रिया मिशन परिदृश्यों के लिए पूरी तरह से अनुकूल है।
4. चरम पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता: उत्कृष्ट कंपन प्रतिरोध, शॉक प्रतिरोध, और चौड़े-तापमान स्थिरता, उच्च ऊंचाई, गहरे समुद्र, उच्च आर्द्रता, और मजबूत कंपन जैसे कठोर वातावरण में दीर्घकालिक स्थिर संचालन का समर्थन करता है।

उच्च-परिशुद्धता ऑप्टिकल उपकरणों और अल्ट्रा-लॉन्ग फाइबर कॉइल प्रक्रियाओं द्वारा प्रतिबंधित, हमारे FOG में उच्च परिशुद्धता और विश्वसनीयता है लेकिन लघु उपभोक्ता-ग्रेड MEMS सेंसर की तुलना में अपेक्षाकृत बड़ा आयतन, उच्च निर्माण लागत और थोड़ा अधिक बिजली की खपत है। इसलिए, यह अल्ट्रा-मिनीचर, अल्ट्रा-लो-पावर पोर्टेबल नागरिक उपकरणों पर लागू नहीं होता है, जो MEMS इनर्टियल सेंसर के साथ एक विभेदित उत्पाद स्थिति बनाता है।

वैश्विक इनर्टियल नेविगेशन बाजार में, हमारा FOG और SI-MIMU MEMS श्रृंखला विभेदित स्थिति और पूरक प्रदर्शन के साथ एक पूर्ण उत्पाद मैट्रिक्स बनाती है। हमारे स्व-विकसित SI-MIMU MEMS IMUs लघुकरण, कम लागत, और वाणिज्यिक यूएवी, औद्योगिक रोबोट, और कम गति वाले स्वायत्त वाहनों जैसे बड़े पैमाने पर नागरिक परिदृश्यों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। इसके विपरीत, हमारे फाइबर ऑप्टिक जायरोस्कोप उच्च-स्तरीय परिशुद्धता परिदृश्यों को लक्षित करते हैं, जो एयरोस्पेस उपकरण, समुद्री जहाज, गहरे समुद्र का पता लगाने वाले सिस्टम, और उच्च-परिशुद्धता सर्वेक्षण और मानचित्रण इनर्टियल नेविगेशन सिस्टम को कवर करते हैं।

हमारी टीम द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित एक मुख्य उच्च-स्तरीय इनर्टियल सेंसर के रूप में, हमारी FOG श्रृंखला विदेशी तकनीकी एकाधिकार को तोड़ती है, मुख्य ऑप्टिकल इनर्टियल तकनीक की पूर्ण घरेलू स्वतंत्र नियंत्रणीयता का एहसास करती है, और वैश्विक उच्च-स्तरीय बुद्धिमान उपकरण और समुद्री एयरोस्पेस उद्योगों के लिए विश्वसनीय, उच्च-परिशुद्धता, लागत प्रभावी इनर्टियल नेविगेशन समाधान प्रदान करती है।