1913年，物理学家G.萨格纳克发现了萨格纳克效应，即沿着同一圆周在相反路径传播的两束光，当光源和路径发生旋转时，将经过不同光程而产生相位差。激光陀螺是基于此效应实现角速度或转角的测量。

激光陀螺由环形激光器、光电探测器和信号处理系统构成（图1）。用半反射镜将反向传播的两条光束引出腔外，通过合束棱镜产生干涉后的合束光，然后投射到光电检测器，将包含有角速度信息的光信号转换为电信号，最后经信号处理系统，得到待测量的角速度。

图1 激光陀螺原理示意图

激光陀螺的主要器件是环形激光器（图2）。环形激光器采用3个反射镜组成环形谐振腔，即闭合光路。激光管中沿光轴传播的光子从两侧的透镜射出，在谐振腔内形成传播方向相反的两条光束。如果环形光路的角速度为零，则正反方向传播的两条光束的光程相同，两条光束在腔体中形成稳定的干涉条纹。如果环形光路以一定角速度转动，传播方向与转动方向一致的光束将具有较长的光程。因此，到达输出端的两条光束的光程不同，形成谐振频率差为：

式中为两条光束的谐振频率差；为闭合光路形成的面积；为环形激光器转动的角速度；为闭合光路的长度；为腔内光束的平均波长。

图2 环形激光器结构示意图

激光陀螺具有性能稳定、抗干扰能力强、精度高、动态范围大且成本低等优点。激光陀螺的主要误差是闭锁区误差，又称闭锁效应。当待测角速度小于某临界值时，激光陀螺输出的差频信号为零，即对输入角速度无反应，输出信号被闭锁。激光陀螺的闭锁区角速度为。闭锁效应主要由沿相反方向传播的两条光束间相互耦合引起，为克服闭锁效应，通常使激光陀螺的工作点避开闭锁区，即采用偏频技术，其中应用最广的方法是采用机械抖动方式。

激光陀螺作为惯性导航系统的重要组成部分，为军用或民用的各类飞行器提供实时航向、速度、高度、姿态等空间位置信息；为各类水上舰船、舰艇或水下潜艇、鱼雷提供航向、航深、航速和位置等基准数据。激光陀螺作为稳定调节系统的重要组成部分，可实时感知坦克、装甲车等战车车体上仰和下俯等动作，稳定武器位置及其指向；也可用于石油勘探或煤矿采掘领域，实现定向挖掘控制；还可用于航天器姿态和轨道控制系统，协助卫星保持正确姿态；此外，还可应用于运载火箭的惯性制导系统中，简化导引和控制系统结构，增强火箭的飞行稳定性。