激光陀螺是由腔體（一般采用超低膨脹系數(shù)的微晶玻璃材料）和高質(zhì)量反射鏡構(gòu)成的環(huán)形激光器，腔內(nèi)運行的順、逆時針激光能夠以不同的頻率獨立振蕩。由于激光諧振條件的要求，Sagnac效應(yīng)產(chǎn)生的光程差轉(zhuǎn)換成了順、逆時針運行激光的頻率差，因此極大地提高了陀螺的響應(yīng)靈敏度。當(dāng)激光陀螺固連在運動載體上，并相對于慣性空間以角速度Ω旋轉(zhuǎn)時，該頻率差為：
，式中為標(biāo)度因數(shù)，它由環(huán)形諧振腔的面積A、環(huán)路長度L以及激光波長λ決定。

圖1.激光陀螺原理光路

激光陀螺的原理光路如圖1所示，采用合光棱鏡使其輸出的順、逆時針激光以微小夾角合并，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后可得到頻率為
的拍頻信號，從而實現(xiàn)載體轉(zhuǎn)動角速度的測量。

在實際的激光陀螺中，順、逆時針激光通過反射鏡的后向散射或環(huán)路中的非均勻損耗發(fā)生耦合，導(dǎo)致陀螺輸入角速度小于某閾值時，頻率差
為零，這種現(xiàn)象稱為閉鎖效應(yīng)。為了克服閉鎖效應(yīng)的影響，激光陀螺需要采取偏頻措施，即在兩束光波之間人為引入較大的頻率差，使激光陀螺的工作區(qū)遠離閉鎖區(qū)域或者減少處于閉鎖區(qū)域的時間。具體的偏頻方案有機械抖動偏頻、四頻差動偏頻、恒轉(zhuǎn)偏頻、磁鏡交變偏頻、縱向塞曼效應(yīng)偏頻等，其中以采用機械抖動偏頻和四頻差動偏頻方案的激光陀螺應(yīng)用最為廣泛。

圖2.激光陀螺慣性測量單元