Aufbau eines Seitenband-Interferometers zur Charakterisierung von Oberflächenschwingungen

Bei der Schwingungsmessung mit gebräuchlichen Laser-Doppler-Vibrometern wird die zu messende Fläche punktweise abgerastert. Messungen mit hoher räumlicher Auflösung können daher bis zu mehreren Stunden in Anspruch nehmen, während hingegen insbesondere bei der Qualitätssicherung in Produktionsumgebungen oft Taktzeiten von wenigen Sekunden gefordert sind. Flächig messende Verfahren sind dagegen meist aufgrund der Bildrate des Sensors auf Frequenzen im unteren Kilohertz-Bereich beschränkt. Eine Alternative stellt die Charakterisierung der durch die Oberflächenschwingung hervorgerufenen Seitenbänder dar, welche wiederum auch eine Charakterisierung der zugrunde liegenden Schwingung ermöglicht. Dies kann durch ein Interferometer mit einer Frequenzverschiebung zwischen Objekt- und Referenzarm erzielt werden. Die resultierenden Schwebungsfrequenzen können so in einen niederfrequenten Bereich verschoben und mit einem Kameradetektor aufgenommen werden. Im Experiment konnten damit Oberflächenschwingungen mit Auslenkungen im einstelligen Nanometer-Bereich nachgewiesen werden, deren Frequenzen die Bildrate der Kamera um mehrere Größenordnungen übersteigen.