Erzeugung einer variablen Trägerfrequenz für Laser-Doppler-Vibrometer auf der Basis eines optischen Phasenregelkreises

Stand der Technik/Motivation

• Bei der Verwendung herkömmlicher akustooptischer Geräte (z.B. Bragg-Zellen) kann keine variable Offset-Frequenz erreicht werden. Und die beschränkte Höchstfrequenz akustooptischer Geräte schränkt ihre breite Anwendung ein.
• Aufgrund der begrenzten Beziehung zwischen der Trägerfrequenz und der Schwingungsfrequenz werden herkömmliche LDVs mit akustooptischen Geräten kaum für verschiedene Messungen mit einer relativ großen Variation der Schwingungsfrequenz eingesetzt.
• Die Nachteile des konventionellen LDV in Bezug auf Volumen und Preis stehen der Tendenz zum tragbaren Instrument entgegen
• Die Durchführbarkeit und die Gestaltungskriterien für den Einsatz von OPLL sind vorläufig geprüft worden. Das Ergebnis hat die Vorteile von LDVs mit einer Struktur von OPLL bei der Erzeugung einer variablen Trägerfrequenz und ihre verlockenden Aussichten aufgezeigt.

Aufgaben

• Untersuchung des Zusammenhangs zwischen den Parametern der OPLL- und LDV-Eigenschaften und Aufbau eines entsprechenden mathematischen Modells sowie Suche nach einer optimalen Lösung mit minimalem Rauschen.
• Etablierung der experimentellen Plattform und Realisierung der variablen Trägerfrequenzerzeugung.

Methoden

• Erzeugung einer variablen Trägerfrequenz in MHz mit zwei Diodenlasern über Frequenzversatz-Lock in einer optischen Heterodyn-Phasenregelschleife (OPLL).
• Erstellung eines mathematischen Modells zur Untersuchung der Wirkung des Parameters in OPLL für LDV-Eigenschaften.
• Basierend auf der Änderungsregel von LDV-Parametern (z.B. PSD des Photostroms) Entscheidungen über die Struktur und die Bauelemente von OPLL treffen.
• Einrichtung einer experimentellen Plattform zur Erzeugung der variablen Trägerfrequenz.