Laser Interferometer

Laserquellen für präzise Schwingungsmessungen

Eine Einführung in die Welt der Laser und Vibrometer

Die Art der Laserquelle spielt eine entscheidende Rolle in der präzisen berührungslosen Schwingungsmessung, insbesondere bei der Entwicklung fortschrittlicher Laser-Doppler-Vibrometer (LDVs) für verschiedene Anwendungen. Im Folgenden werden wir zwei Arten von Laserquellen genauer betrachten und ihre Anwendungen in der Vibrometrie diskutieren.

Helium-Neon (HeNe) Laser: Der Klassiker in der Vibrometrie

HeNe-Laserquellen werden seit vielen Jahren für herkömmliche Laser-Doppler-Vibrometer eingesetzt und sind dank seiner einzigartigen Eigenschaften ein nützliches Werkzeug für berührungslose Schwingungsmessung. Der Helium-Neon Laser ist ein unverzichtbares Werkzeug in der Vibrometrie, dank seiner einzigartigen Eigenschaften und vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten. Der Gaslaser besteht aus einem Gasgemisch von Helium und Neon und sendetemittiert rotes Licht mit Mitbei einer Wellenlänge von 6332,8 nm im roten Spektrum ist der rotes Licht aus. Dieser Messstrahl ist des HeNe Lasers für das menschliche Auge sichtbar und ohne Hilfsmittel ausrichtbar. Zudem ermöglicht die Diese vergleichsweise geringe Wellenlänge ermöglicht eine präzise Fokussierung des Laserstrahls auf einen sehr kleinen Messpunkt, was den HeNe-Laser besonders für die Messung von Mikrostrukturen und feinen Details geeignet macht für die Messung von Mikrostrukturen und feinen Details. Vibrometer mit HeNe-Laser kommen daher regelmäßig zum Einsatz, wenn ein ausreichendes Signal vom Messobjekt zurückgestreut wirddie Messoberfläche eine ausreichende Reflektivität besitzt oder durch Wasser gemessen werden soll, denn . Licht mit dereiner Wellenlänge von 633 nm .durchläuft Wasser nahezu ungehindert.

Ein weiterer Vorteil des HeNe-Lasers ist seine Sicherheit. Die Ausgangsleistung des HeNe-Lasers wird auf 1 mW begrenzt, um das menschliche Auge zu schützen, insbesondere da dieses überwiegend aus Wasser besteht. HeNe-basierte Laser-Doppler-Vibrometer (LDVs) von Optomet werden in die Laserschutzklasse 2 nach EN 60825-1 klassifiziert und sind bei kurzzeitiger Bestrahlung des Auges ungefährlich, da natürliche Abwendreaktionen (z. B. Lidschlussreflex) wirken. Ein Starren in den Laser unterdrückt den Schutzreflex und kann das Auge schädigen. kommen daher regelmäßig zum Einsatz, wenn ein ausreichendes Signal vom Messobjekt zurückgestreut wird.

Der HeNe-Laser besitzt eine ausgezeichnete Kohärenz mit sehr großen Kohärenzlängen und ist daher für die Verwendung in der Interferometrie bestens geeignet.

Die Kohärenzlänge eines Helium-Neon (HeNe) Lasers beträgt in der Regel einige Zentimeter bis zu mehreren Metern, je nach den spezifischen Eigenschaften des Lasers. Dieser Parameter bestimmt die Länge des Interferenzbereichs des Lasers und ist für bestimmte Anwendungen von Bedeutung, insbesondere bei der Verwendung in Interferometrie oder holografischen Techniken.

Es ist wichtig zu beachten, dass der HeNe-Laser mehr als eine longitudinale Mode besitzt. Wellenzüge mit nahe beieinander liegenden Frequenzen überlagern sich zu einer Schwebung, was dazu führt, dass die Intensität des Messstrahls und damit auch die Signalqualität vom Arbeitsabstand abhängig ist.

DerAllerdings unterliegen HeNe-Laser unterliegt einem starken Alterungsprozess, was sich über die Lebensdauer in einer vermindertengeringer werdenden Laserleistung bis hin zum kompletten Ausfall bemerkbar macht.

Insgesamt ist der Helium-Neon Laser ein bewährter und zuverlässiger Laser in der Vibrometrie, der aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften und vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten sowohl in der Forschung als auch in der Industrie weit verbreitet ist.

Infrarot Laser: Der Allrounder

Für beste Signalqualität bei anspruchsvollen Messaufgaben setzt Optomet auf die modernste und fortschrittliche Short Wavelength Infrared (SWIR) Laser-Technologie.

Der dabei eingesetzte SWIR Laser sendetemittiert nicht sichtbares Licht bei einer Wellenlänge von 1.550 nm nicht sichtbares Licht bei mit einer Ausgangsleistung von bis zu 10 mW aus. Damit stehen das Zehnfache der Ausgangsleistung gegenüber einem HeNe-Laser zur Verfügung. In Kombination mit FPhotodetektoren mit einem Wirkungsgrad von mehr als 98% ergibt sich ein um 20 dB höheres Signals-Rausch-Verhältnis (engl.: signal-to-noise ratio (SNR)).

Trotz der höheren Laserleistung hat der SWIR-Laser nach EN 60825-1 die höchste Laserschutzklasse 1 und ist somit augensicher. Die Flüssigkeit im Auge absorbiert das Infrarot-Licht und schützt somit das Auge. Die Positionierung des nicht sichtbaren Messstrahls erfolgt dabei mittels eines koaxial geführten grünen Pilotlasers (Wellenlänge: ca. 532 nm). Die Leistung des Pilotlasers wird auf 1 mW begrenzt, wodurch die Klassifizierung nach Laserschutzklasse 2 nach EN 60825-1 erfolgt. Daher haben dieOptomet SWIR Vibrometer immer die Laserschutzklasse 2, bezogen auf  für das Gesamtsystem.

 

Für spezielle Anwendungen, bei denen eine größere Reichweite oder eine höhere Signalqualität erforderlich ist, setzen wir bei Optomet auch auf die fortschrittliche Short Wavelength Infrared (SWIR) Technologie. Diese Infrarot LaserAufgrund des höchsten SNR bieten eigenen sich SWIR-Virbrometer eine höhere Ausgangsleistung und eignen sich daher besonders gut für anspruchsvolle Messaufgaben, bei denen Vibrometer mit herkömmlichenr Laserquellenn an ihre Grenzen stoßen. Selbst auf dunklen, rauen, gekrümmten  oder anderen Oberflächen geringer Reflektivität erübrigt sich mit dem Infrarot-Vibrometer eine BehandelnVorbereitung der Messoberfläche. BeiDie Messungen über große Entfernungen, auf glühenden Oberflächen sowie auf biologischem Gewebe ist ebenfalls die unangefochtene Domäne der SWIR-Schwingungsmessung.das SWIR-Vibrometer die beste Wahl. Hohe Temperaturstabilität und eine lange Lebensdauer bieten zusätzliche Vorteile.

Anwendungen in der Praxis: Laser-Doppler-Vibrometer

Laser-Doppler-Vibrometer (LDVs) sind unverzichtbare Werkzeuge in vielen Bereichen, darunter Ingenieurwesen, Materialwissenschaften, Biologie und Medizin uvm. Sie ermöglichen berührungslose, präzise Messungen von Schwingungen und Vibrationen auf Oberflächen verschiedener Materialien und Strukturen.

Von der Qualitätskontrolle in der Fertigung bis hin zur Untersuchung von biologischem Gewebe – die Anwendungsmöglichkeiten von LDVs sind nahezu grenzenlos. Dank ihrer Fähigkeit, hochauflösende Daten in Echtzeit zu liefern, sind LDVs ein unverzichtbares Instrument auch in der Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle.

Die Zukunft der Vibrometrie: Innovationen und Fortschritte

Die Vibrometrie ist ein sich ständig weiterentwickelndes Feld, das von technologischen Innovationen und neuen Forschungsergebnissen vorangetrieben wird. Durch die kontinuierliche Verbesserung von Laserquellen und LDV-Technologien werden präzisere Messungen und eine noch breitere Palette von Anwendungen möglich.

Von klassischen HeNe Lasern bis hin zu modernen Infrarot-Lasern – die Auswahl an Laserquellen für Vibrometer ist so vielfältig wie nie zuvor. Bei Optomet arbeiten wir kontinuierlich daran, unsere Produkte und Dienstleistungen zu verbessern und unseren Kunden innovative Lösungen für ihre Messaufgaben zu bieten.

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