一、簡介

　　現代陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體的方位的儀器，它是現代航空，航海，航天和國防工業中廣泛使用的一種慣性導航儀器，它的發展對一個國家的工業，國防和其它高科技的發展具有十分重要的戰略意義。傳統的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀，機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高，結構復雜，它的精度受到了很多方面的制約。自從上個世紀七十年代以來，現代陀螺儀的發展已經進入了一個全新的階段。

　　二、工作原理

　　陀螺儀原理上就是運用物體高速旋轉時，角動量很大，旋轉軸會一直穩定指向一個方向的性質，所制造出來的定向儀器.傳統的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀，機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高，結構復雜，它的精度受到了很多方面的制約。自從上個世紀七十年代以來，現代陀螺儀的發展已經進入了一個全新的階段。Vali等提出了現代光纖陀螺儀的基本設想，到八十年代以后，現代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發展,由于光纖陀螺儀具有結構緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優點，所以目前光纖陀螺儀在很多的領域已經完全取代了機械式的傳統的陀螺儀，成為現代導航儀器中的關鍵部件。

　　三、分類

　　現代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種，它們都是根據塞格尼克的理論發展起來的。塞格尼克理論的要點是這樣的：當光束在一個環形的通道中前進時，如果環形通道本身具有一個轉動速度，那么光線沿著通道轉動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉動相反的方向前進所需要的時間要多。也就是說當光學環路轉動時，在不同的前進方向上，光學環路的光程相對于環路在靜止時的光程都會產生變化。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進的光之間產生干涉來測量環路的轉動速度，這樣就可以制造出干涉式光纖陀螺儀，如果利用這種環路光程的變化來實現在環路中不斷循環的光之間的干涉，也就是通過調整光纖環路的光的諧振頻率進而測量環路的轉動速度，就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個簡單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實現干涉時的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實現干涉時，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。 光纖陀螺儀具有很高的精度和靈敏度。現在比較先進的光纖陀螺儀已經達到0.01度/hr.比較典型的光纖陀螺應該具有量程寬,精度高，響應快，靈敏度高,，模擬和數字輸出，堅固可靠，不受電磁，震動影響等特點.因此光纖陀螺已成為準確控制，高精度角速度測量的首選應用。

　　四、研究現狀

　　自從1976年美國猶他大學的VALI和SHORTHILL等人成功研制第1個光纖陀螺(fiber-optic gyroscope, FOG)以來，光纖陀螺已經發展了30多年。在30多年的發展過程中，許多基礎技術如光纖環繞制技術等都得到了深入地研究。

　　光纖陀螺儀的突出特點使其在航天航空、機載系統和軍事技術上的應用十分理想，因此受到用戶特別是軍隊的高度重視，以美、日、法為主體的光纖陀螺儀研究工作已取得很大的進展。光纖陀螺儀研究工作大部分集中在干涉式，只有少數公司仍在研究諧振式光纖陀螺。光纖陀螺的商品化是在上世紀90年代初才陸續展開，中低精度的光纖陀螺(特別是干涉式光纖陀螺)己經商品化，并在多領域內應用，高精度光纖陀螺儀的開發和研制正走向成熟階段。

　　我國也非常重視光纖陀螺技術的研究，上世紀80年代后,許多大學和研究所相繼啟動光纖陀螺的研發項目，如航天工業總公司所屬13所和上海803所、北京航空航天大學、清華大學、浙江大學等，也取得了一定的成績，如1996年，航天總公司13所成功研制采用Y分支多功能集成光路、零偏穩定性達 全數字閉環保偏光纖陀螺，浙江大學和Honeywell公司幾乎同時發現利用消偏可提高精度等。國內的光纖陀螺研制水平雖然與國際水平有一定距離，但已具備或接近中、低精度要求，并在近年來開始嘗試產業化。

　　四、發展趨勢

　　光纖陀螺成本低、維護簡便，正在許多已有系統上替代機械陀螺，從而大幅度提高系統的性能、降低和維護系統成本。現在，光纖陀螺已充分發揮了其質量輕、體積下、成本低、精度高、可靠性高等優勢,正逐步替代其他型陀螺。

　　今后光纖陀螺的研究趨勢有: (1)采用三軸測量代替單軸，研發多功能集成光學芯片、保偏技術等，加大光纖陀螺的小型化、低成本化力度;(2)深入開發中、低精度光纖陀螺的應用，特別是民用慣性導航技術;(3)加強精密級光纖陀螺的技術與應用研究，開發新型的光纖陀螺B-FOG和FRLG等。