Augensicheres, mit Quetschlicht verbessertes scannendes heterodynes Mach-Zehnder LDV

Stand der Technik / Motivation

• Ein Laser-Doppler-Vibrometer (LDV) ist ein etabliertes industrielles Instrument, um Vibrationen von Oberflächen bzw. Änderungen optischer Weglängen in Medien berührungslos zu messen.
• Industrielles LDV kann verwendet werden, um das Schallfeld in Gas, Flüssigkeit oder transparentem Feststoff durch refraktive Tomographie zu messen.
• Gemäß der Lasersicherheitsnorm DIN / IEC 60825 wird Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 1,4 μm und unter 10 mW als „Klasse 1“ eingestuft, was Augensicherheit bedeutet.
• Obwohl das industrielle LDV der Lasersicherheitsklasse I die Kosten für das Lasersicherheitspersonal vermeidet, ist die Messauflösung aufgrund der Obergrenze der Laserintensität und -leistung ebenfalls begrenzt.
• Aufgrund der neuen systematischen Messfehler, die durch die thermische Verformung optischer Komponenten und Proben verursacht werden, gibt es immer noch eine Obergrenze für die Auflösung, die durch Erhöhen der optischen Leistung verbessert wird.
• Das Team von Professor Dr. Roman Schnabel der Universität Hamburg als Projektpartner realisierte die erste Quetschlicht-Quelle für Gravitationswellendetektor (Michelson-Interferometer) und erhöhte deren Empfindlichkeit.

Ziel

• Beweis des Konzepts von mit gequetschtem Licht verbesserten LDV
• Überwindung der Auflösungsgrenze moderner industrieller augensicherer LDV mit Hilfe der Squeezed-Light-Technologie
• Erforschung des Potenzials der laserinterferometrischen refraktiven Tomographie mit einer deutlich verbesserten Auflösung für die Erforschung von Strömungs- und Schallfeld in Flüssigkeiten und Festkörpern

Methoden

• Entwicklung eines neuen heterodynen LDV, das für die Integration mit der Quetschlichtquelle geeignet ist (die tragbare Lichtquelle für Quetschvakuumzustände bei 1550 nm wird vom Team von Professor Roman Schnabel gebaut).
• Realisierung eines robusten Demonstrators für die refraktive Tomographie von Schallwellen unter Verwendung von Quetschlicht-Heterodyn-LDV
• Entwicklung einer Software zur tomographischen Rekonstruktion der 3D-Verteilung des Brechungsindex
• Bestimmung der Empfindlichkeit des mit Quetschlicht verstärkten Scan-Heterodynen Mach-Zehnder LDV