In der sogenannten Braggzelle (optoakustischer Modulator) der LSV-Messköpfe (LSV-026 und LSV-065) wird das Licht einer Laserdiode in zwei Teilstrahlen aufgespaltet.
Die Braggzelle teilt den Laserstrahl aber nicht nur, sondern sie erzeugt auch in einem der beiden Teilstrahlen eine Frequenzverschiebung von genau 40 MHz. Die beiden Teilstrahlen kreuzen sich unter dem Winkel j auf der zu messenden Oberfläche. Durch die Interferenz der beiden Teilstrahlen entstehen auf der Messgutoberfläche helle und dunkle Streifen mit einem Streifenabstand Dx, der sich aus Winkel j und Wellenlänge l berechnen lässt. Durchquert ein Streuteilchen auf der Oberfläche das Interferenzstreifenmuster, streut es immer dann Licht in die Empfangslinse, wenn es gerade in einem Hellfeld ist. Am Detektor entsteht eine Intensitätsmodulation mit einer Frequenz fd, die der Oberflächengeschwindigkeit v proportional ist.
Stillstand entspräche jetzt einer Frequenz fd = 0, die sich nicht messen lässt, wäre da nicht die Braggzelle, die bewirkt, dass sich das Streifenmuster bereits mit einer Geschwindigkeit über die Oberfläche bewegt, die dem Frequenzoffset von 40 MHz entspricht. Diese Technik ermöglicht das Erkennen der Bewegungsrichtung und man erhält auch bei sehr kleinen Geschwindigkeiten eine messbare Frequenz fm. Bei Stillstand misst man gerade wieder die 40 MHz.
Da der Streifenabstand Dx nur von Strahlschnittwinkel j und der Wellenlänge l der Laserdiode abhängt, wird die Messgenauigkeit nicht durch Änderungen der Umgebungsbedingungen beeinflusst. Die Wellenlängenstabilisierung der Laserdiode geschieht nach einem patentierten Verfahren (Europäisches Patent 0152916).
Der für jeden Messkopf durch eine einmalige Werkskalibrierung bestimmte Streifenabstand bleibt selbst bei Änderungen des Messabstands (innerhalb der Messfeldtiefe) konstant.
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PDF-Dokument "Grundlagen der Laser Surface Velocimetrie"