১. সংক্ষিপ্ত বিবরণ
ঘূর্ণায়মান রোটরযুক্ত ঐতিহ্যবাহী যান্ত্রিক জাইরোস্কোপ এবং সাধারণ কম্পনশীল MEMS জাইরোস্কোপ থেকে ভিন্ন,
ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপ (FOG) কোনো চলমান যান্ত্রিক অংশ ছাড়াই একটি উচ্চ-নির্ভুলতার জড়তা সেন্সর। এটি ঘূর্ণায়মান বস্তুর কৌণিক বেগ নির্ভুলভাবে পরিমাপ করতে কুণ্ডলীযুক্ত অপটিক্যাল ফাইবারের অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে। অতি-উচ্চ নির্ভুলতা, চমৎকার স্থিতিশীলতা এবং তাৎক্ষণিক স্টার্টআপের অনন্য সুবিধা সহ, FOG উচ্চ-প্রান্তের জড়তা নেভিগেশনের চাহিদা পূরণ করে যা সাধারণ সেন্সরগুলি পূরণ করতে পারে না।
FOG-এর একটি অত্যন্ত বিস্তৃত গতিশীল পরিমাপ পরিসীমা রয়েছে। এটি পৃথিবীর ঘূর্ণনের মতো অত্যন্ত ধীর ঘূর্ণনও ধরতে পারে এবং বিমান ও ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতির উচ্চ-গতির ঘূর্ণনের প্রতি দ্রুত সাড়া দিতে পারে। এটি শূন্য-বিলম্ব স্টার্টআপ সমর্থন করে এবং যান্ত্রিক জাইরোস্কোপের জন্য প্রয়োজনীয় ওয়ার্ম-আপ সময় ছাড়াই স্থিতিশীলভাবে কাজ করে, যা উচ্চ-নির্ভুলতা এবং দ্রুত-প্রতিক্রিয়াশীল শিল্প ও মহাকাশ পরিস্থিতির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
কাঠামোগত কনফিগারেশন অনুসারে, FOG একক-অক্ষ এবং তিন-অক্ষ প্রকারে বিভক্ত। একক-অক্ষ FOG ছোট আকার, হালকা ওজন, কম খরচ এবং সহজ ক্যালিব্রেশন বৈশিষ্ট্যযুক্ত, যা মৌলিক একক-দিকীয় মনোভাব স্থিতিশীলকরণ সিস্টেমের জন্য উপযুক্ত। তিন-অক্ষ FOG উচ্চতর সামগ্রিক নির্ভুলতার সাথে পূর্ণ ত্রিমাত্রিক মনোভাব ট্র্যাকিং উপলব্ধি করতে পারে, তবে এটি আকারে বড়, খরচ বেশি এবং ক্যালিব্রেট করা আরও জটিল, এবং বিমান, মনুষ্যবিহীন যান, জাহাজ এবং অন্যান্য উচ্চ-প্রান্তের পূর্ণ-অবস্থান নেভিগেশন সরঞ্জামগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর অসামান্য ব্যাপক কর্মক্ষমতার উপর নির্ভর করে, FOG মহাকাশ, সামুদ্রিক নেভিগেশন, পানির নিচে সনাক্তকরণ এবং উচ্চ-নির্ভুলতার জড়তা পরিমাপ সিস্টেমে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়।
২. মূল কার্যপ্রণালী: স্যাগনাক প্রভাব
ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপের সম্পূর্ণ কার্যপ্রণালী ক্লাসিক স্যাগনাক প্রভাবের উপর ভিত্তি করে তৈরি, যা একটি সহজ এবং স্বজ্ঞাত উপমা দ্বারা বোঝা যেতে পারে। কল্পনা করুন দুটি দৌড়বিদ একটি বৃত্তাকার ট্র্যাকের একই বিন্দু থেকে শুরু করছে, একজন ঘড়ির কাঁটার দিকে এবং অন্যজন ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে দৌড়াচ্ছে। যদি পুরো ট্র্যাকটি একই সাথে ঘোরে, তবে ট্র্যাকের ঘূর্ণনের একই দিকে চলমান দৌড়বিদের দীর্ঘ পথ অতিক্রম করতে হবে, যখন বিপরীত দৌড়বিদ একটি ছোট পথ অতিক্রম করবে, যার ফলে তাদের আগমনের মধ্যে একটি ক্ষুদ্র সময়ের পার্থক্য হবে।
FOG আলো 'দৌড়বিদ' এবং কুণ্ডলীযুক্ত অপটিক্যাল ফাইবার 'বৃত্তাকার ট্র্যাক' হিসাবে ঠিক একই যুক্তিতে কাজ করে। অভ্যন্তরীণ আলোর উৎস স্থিতিশীল নিম্ন-কোহেরেন্স আলো নির্গত করে, যা দুটি অভিন্ন বিমে বিভক্ত হয়। দুটি রশ্মি যথাক্রমে ফাইবার লুপ বরাবর ঘড়ির কাঁটার দিকে এবং ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ভ্রমণ করে। যখন জাইরোস্কোপ স্থির থাকে, তখন দুটি রশ্মি কোনো ফেজ পার্থক্য ছাড়াই একই সময়ে ফিরে আসে।
একবার ডিভাইসটি ঘুরলে, অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন পথ সূক্ষ্মভাবে পরিবর্তিত হয়। আলোর একটি রশ্মি দীর্ঘতর কার্যকর পথ ভ্রমণ করে, অন্যটি সংক্ষিপ্ত পথ ভ্রমণ করে, একটি ক্ষুদ্র সময় পার্থক্য এবং ফেজ পার্থক্য তৈরি করে। এই ফেজ পার্থক্য ঘূর্ণন কৌণিক বেগের সাথে কঠোরভাবে আনুপাতিক। অপটিক্যাল হস্তক্ষেপ পরিবর্তন সনাক্তকরণ এবং গণনা করে, সিস্টেমটি বাহকের বাস্তব-সময়ের ঘূর্ণন গতি নির্ভুলভাবে সমাধান করতে পারে। এটি লক্ষণীয় যে এই প্রভাবটি আলোর গতির পরিবর্তনের পরিবর্তে ঘূর্ণনের অধীনে কার্যকর অপটিক্যাল পথের পরিবর্তন থেকে উদ্ভূত হয়, যা অতি-উচ্চ পরিমাপ স্থিতিশীলতা এবং নির্ভুলতা নিশ্চিত করে।
৩. FOG-এর মৌলিক গঠন
ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপ একটি সম্পূর্ণ অপ্টোইলেক্ট্রনিক সমন্বিত সিস্টেম, যা আলোর উৎস, অপটিক্যাল কাপলার, ফাইবার কয়েল, ফটোডিটেক্টর এবং সিগন্যাল প্রসেসিং সার্কিট দ্বারা গঠিত। সমস্ত উপাদান নির্ভুলভাবে সহযোগিতা করে ক্ষুদ্র অপটিক্যাল ফেজ পরিবর্তনগুলিকে পাঠযোগ্য এবং নির্ভুল কৌণিক বেগ বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করতে।
আলোর উৎস: এটি পুরো সিস্টেমের জন্য স্থিতিশীল নিম্ন-কোহেরেন্স আলো (যেমন SLD এবং ASE আলোর উৎস) সরবরাহ করে। স্থিতিশীল আলোর আউটপুট অপটিক্যাল নয়েজ দমন এবং FOG-এর দীর্ঘমেয়াদী পরিমাপ নির্ভুলতা নিশ্চিত করার মৌলিক গ্যারান্টি।
অপটিক্যাল কাপলার এবং Y-জাংশন ওয়েভগাইড: মূল অপটিক্যাল স্প্লিটিং এবং কম্বাইনিং উপাদান হিসাবে, 2×2 X-টাইপ কাপলার এবং Y-ওয়েভগাইড একক আলোর রশ্মিকে দুটি বিপরীতভাবে প্রচারকারী বিমে বিভক্ত করে এবং ফিরে আসা আলোকে পুনরায় একত্রিত করে। একই সময়ে, এটি পোলারাইজেশন নিয়ন্ত্রণ এবং ফেজ মডুলেশন উপলব্ধি করে, স্যাগনাক প্রভাব সনাক্তকরণের ভিত্তি স্থাপন করে।
ফাইবার কয়েল: এটি FOG-এর মূল সেন্সিং ইউনিট, যা একাধিক পাকানোতে শক্তভাবে কুণ্ডলীযুক্ত অতি-দীর্ঘ অপটিক্যাল ফাইবার দিয়ে তৈরি। আরও কয়েল পাকানো এবং দীর্ঘ ফাইবার দৈর্ঘ্য ক্ষুদ্র স্যাগনাক ফেজ পার্থক্যকে বাড়িয়ে তুলতে পারে, কার্যকরভাবে সেন্সর সংবেদনশীলতা এবং নির্ভুলতা উন্নত করে। ফাইবার কয়েলের উইন্ডিং প্রক্রিয়া এবং কাঠামোগত স্থিতিশীলতা সরাসরি জাইরোস্কোপের সামগ্রিক কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে।
ফটোডিটেক্টর: এটি সিস্টেমের অপটিক্যাল সিগন্যাল রিসিভার হিসাবে কাজ করে। এটি ফেজ পার্থক্য সহ হস্তক্ষেপকারী আলোর রশ্মিগুলি ক্যাপচার করে, সূক্ষ্ম আলোর তীব্রতার পরিবর্তনগুলিকে দুর্বল বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে এবং পরবর্তী অ্যালগরিদম সমাধানের জন্য মূল ডেটা সরবরাহ করে।
সিগন্যাল প্রসেসিং সার্কিট: এটি দুর্বল মূল বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিকে বিবর্ধিত করে, ডেমোডুলেট করে এবং ক্যালিব্রেট করে, নয়েজ হস্তক্ষেপ ফিল্টার করে এবং অবশেষে নির্ভুল, স্থিতিশীল এবং ব্যবহারযোগ্য কৌণিক বেগ ডেটা গণনা এবং আউটপুট করে।
৪. সুবিধা, সীমাবদ্ধতা এবং প্রয়োগের অবস্থান
যান্ত্রিক জাইরোস্কোপ এবং MEMS জাইরোস্কোপের তুলনায়, ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপের অনন্য মূল শক্তি রয়েছে। কোনো যান্ত্রিক চলমান অংশ ছাড়াই, তাদের শূন্য যান্ত্রিক ক্ষয়, অত্যন্ত কম দীর্ঘমেয়াদী ড্রিফট এবং চমৎকার কাজের স্থিতিশীলতা রয়েছে। তারা শক্তিশালী কম্পন এবং শক প্রতিরোধ, বিলম্ব ছাড়াই তাৎক্ষণিক স্টার্টআপ এবং অতি-উচ্চ পরিমাপ নির্ভুলতা বৈশিষ্ট্যযুক্ত, যা বিমান, সামুদ্রিক এবং গভীর সমুদ্রের পরিস্থিতির মতো কঠোর পরিবেশে দীর্ঘমেয়াদী অবিচ্ছিন্ন অপারেশনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারে।
একই সময়ে, FOG-এর স্পষ্ট প্রয়োগের সীমাবদ্ধতাও রয়েছে। এর জন্য অতি-দীর্ঘ অপটিক্যাল ফাইবার এবং নির্ভুল অপটিক্যাল ডিভাইসের প্রয়োজন হয়, যার ফলে বড় আকার এবং ওজন, উচ্চ উৎপাদন খরচ এবং তুলনামূলকভাবে উচ্চ বিদ্যুৎ খরচ হয়। অতএব, এটি ভোক্তা-গ্রেডের MEMS জাইরোস্কোপের মতো ক্ষুদ্রাকৃতির এবং জনপ্রিয় করা যায় না এবং ছোট ব্যাটারি-চালিত পোর্টেবল ডিভাইসের জন্য উপযুক্ত নয়।
শিল্প এবং জড়তা নেভিগেশন বাজারে, FOG MEMS জাইরোস্কোপকে প্রতিস্থাপন করে না, বরং একটি নিখুঁত পরিপূরক সম্পর্ক তৈরি করে। MEMS জাইরোস্কোপগুলি ক্ষুদ্রাকৃতি, কম খরচ এবং ব্যাপক বেসামরিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে মনোনিবেশ করে, যখন ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপগুলি উচ্চ-নির্ভুলতা, উচ্চ-স্থিতিশীলতা এবং উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা পেশাদার নেভিগেশন পরিস্থিতিতে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ। এটি বিমান, জাহাজ, গভীর সমুদ্রের ডিটেক্টর এবং উচ্চ-নির্ভুলতার জড়তা নেভিগেশন সিস্টেমের মতো উচ্চ-প্রান্তের সরঞ্জামগুলির জন্য মূল জড়তা সেন্সর এবং উচ্চ-প্রান্তের জড়তা সেন্সিং ক্ষেত্রে একটি অপরিবর্তনীয় মূল ভূমিকা পালন করে।
আপনার বার্তাটি 20-3,000 টির মধ্যে হতে হবে!
