The fiber-optic gyroscope, a century after Sagnac's experiment: The ultimate rotation-sensing technology?

Taking advantage of the development of optical-fiber communication technologies, the fiber-optic gyroscope (often abbreviated FOG) started to be investigated in the mid-1970s, opening the way for a fully solid-state rotation sensor. It was firstly seen as dedicated to medium-grade applications (1°/h1°/h range), but today, it reaches strategic-grade performance (10−4°/h10−4°/h range) and surpasses its well-established competitor, the ring-laser gyroscope, in terms of bias noise and long-term stability. Further progresses remain possible, the challenge being the ultimate inertial navigation performance of one nautical mile per month corresponding to a long-term bias stability of 10−5°/h10−5°/h. This paper is also the opportunity to recall the historical context of Sagnac's experiment, the origin of all optical gyros.

RésuméProfitant du développement des technologies de télécommunication à fibre optique, le gyromètre à fibre optique a commencé à être étudié au milieu des années 1970, ouvrant la voie à un gyromètre entièrement à état solide. Il a d'abord été considéré comme seulement adapté aux applications de moyenne performance (de l'ordre de 1°/h1°/h), mais atteint aujourd'hui des performances de classe stratégique (de l'ordre de 10−4°/h10−4°/h) et surpasse, en termes de bruit et de dérive à long terme du biais, son concurrent établi, le gyromètre laser. Des progrès supplémentaires restent possibles, le défi étant la performance ultime de navigation inertielle au nautique par mois, qui correspond à une stabilité de dérive de 10−5°/h10−5°/h. Cet article offre aussi l'opportunité de rappeler le contexte historique de l'expérience de Sagnac, qui est à l'origine de tous les gyros optiques.