激光多普勒测振法
激光多普勒测振技术（LDV）堪称当下位移与速度分辨率表现最为卓越的测量手段，在基础科学的众多领域广泛施展身手。该技术能够实现 fm 级别的超高振幅分辨率，并且呈现出线性特征，这使得其在频率高达 6GHz 以上的极高频段，依然能够维持稳定且一致的振幅输出。尤为关键的是，这些优异特性不受测量距离的影响，既能够在微观尺度的操作中精准发挥作用，也可以胜任长距离的测量任务。
系统采用激光作为探测手段，完全无附加质量影响，具有完全的非侵入性，这一独特优势使得 LDV 能够针对极其微小、质量极轻的结构开展测量工作。鉴于激光多普勒测振技术具备如此无可比拟的特性，Polytec 公司对其进行了深度优化，使其性能稳固可靠，无论是在实验室的精密环境，还是复杂多变的户外场景，都能够稳定运行 。
激光多普勒测振仪的基本原理
聚焦细微之处的激光测振技术
凭借非接触式测量优势，精准洞察小型精密结构特性。深入剖析振动、声学及动力学现象，利用光信号实现对生物医学样本、电子元件，以及像微机电系统（MEMS）这类微观结构的测量。全程无附加质量影响，测量带宽极大，从 DC 达 GHz 频段，均可无缝覆盖。
激光测振仪宛如微观世界的精密探测器，聚焦于最细微的结构变化，精确测量振型，为模型验证提供关键数据支撑。不仅如此，它还能全面评估频率响应，精准测定共振频率、脉冲响应以及品质因数。无论测量对象尺寸大小，Polytec激光测振仪都能游刃有余，以卓越性能交付精准测量结果 。
采用 QTec® 多通道干涉测量法的激光多普勒测振仪
QTec® 重新革新了激光多普勒测振法，它消除了噪声的根本成因，从而在所有表面上都能实现卓越的光学灵敏度和高保真度的测量。德国 Polytec 公司的 QTec 激光多普勒测振仪采用了创新性的多通道干涉概念，利用每条通道的最高质量信号来获得最佳测量结果。这项获得专利的技术与久经考验的红外 Xtra 传感器设计相结合，使测量速度更快、操作更简便，并且能得出始终如一的测量结果。
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多普勒效应
如果波被运动物体反射并被仪器检测到（正如 LDV），则所测量到的频移可以描述为：
fD = 2· v/λ
其中，v 是物体速度，λ 是入射波波长。反过来，为了能确定对象速度，需要在已知波长的情况下测量（多普勒）频移，这正是通过 LDV 中的激光干涉仪来实现。
干涉法
激光多普勒测振仪以光学干涉为基础，即，本质上要求两个相干光束进行叠加，其各自的光强分别为 I1 和I2。两个光束的总强度不是简单的单个强度的求和，而是根据下列公式得出：
Itot = I1 + I2 + 2 √(I1 I2) cos [2π(r1 - r2)/λ]。
该干涉项与两个光束之间的路径差相关。如果该差值是光波长的整数倍，则总强度是单个光强的四倍。
光学设置
上图显示了这种物理定律在 LDV 中如何实现技术上的使用。
光束分离器 (BS 1) 将激光束分成参考光束和测量光束。在通过第二个光束分离器 (BS2) 后，测量光束聚焦到样本上，并进行反射。该反射光束由 BS 2 向下偏转（见图），然后与参考光束合并到检测器上。
由于参考光束的光路为常数 (r2 = const.)（除干涉仪上可忽略的热效应之外），样本移动 (r1 = r(t))会在检测器上产生亮/暗条纹，这是一种典型的干涉法。检测器上的一个完整的亮/暗周期条纹正好与所用激光的半个波长的位移量相对应。这在激光测振仪经常使用的氦氖激光的情况下，对应于 316nm 的位移。
每单位时间的光程改变表现为测量光束的多普勒频移。在计量方面，意味着多普勒频移直接与样本振动速度成正比。由于远离干涉仪的物体运动所产生的明暗条纹（和调制频率）与物体朝向干涉仪移动所产生的相同，因此仅这种设置无法明确物体移动的方向。鉴于此，将光频移典型值为 40MHz 的声光调制器（布拉格盒）放置在参考光束中（出于比较目的，激光频率为4.74 · 1014 Hz）。当样本处于静态时，将产生 40 MHz 的典型干涉调制频率。因此，当样本朝干涉仪移动时，调制频率会增加；当样本远离干涉仪移动时，则检测器接收到的频率则小于 40MHz。这意味着，如今不仅能精确检测光程长度，还能检测出运动方向。
位移或速度
原理上， 除可以直接测量出振动速度外，LDV还可直接测量出位移量。不过不是通过对速度进行积分，而是通过对LDV检测器上的亮/暗条纹进行计数来得出位移量。使用合适的插值技术，Polytec 激光测振仪的位移分辨率可达 2 nm ，而在采用数字解调技术后，位移分辨率可达pm级。这种位移解调技术尤其适用于低频测量（在亚 Hz 范围内）。速度解调更适用于高频场合，因为谐波振动的最大振幅可以表示如下：
v = 2π • f • s
随着频率的增加，振动速度增加，振动位移则减小。