激光測(cè)振儀是目前獲得位移和速度分辨率的最佳測(cè)量方法。即使在Pimi水平的振幅分辨率、線性度和極高的頻率范圍(目前為1GHz以上)下，也能確保振幅的一致性。這些特性不受測(cè)量距離的影響，因此無(wú)論是近距離顯微鏡測(cè)試還是遠(yuǎn)距離測(cè)試，該原則都適用。系統(tǒng)使用激光作為檢測(cè)手段，完全不受其他質(zhì)量影響，具有非侵入性，可以在非常小、輕便的結(jié)構(gòu)中測(cè)量。這種無(wú)與倫比的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和堅(jiān)固的設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室和野外都能很好地應(yīng)用。
多普勒效應(yīng)：
如果波被移動(dòng)的物體反射，并被儀器檢測(cè)到，則測(cè)量的頻率移動(dòng)可以說(shuō)明如下：
Fd=2 v/
其中v是物體的速度，是入射波的長(zhǎng)度。相反，要確定對(duì)象速度，必須測(cè)量已知波長(zhǎng)的(多普勒)頻率移動(dòng)。這是通過(guò)LDV的激光干涉儀實(shí)現(xiàn)的。
光干涉：
激光多普勒測(cè)振儀是基于光學(xué)干涉的。也就是說(shuō)，本質(zhì)上需要兩個(gè)一致的光束重疊，每個(gè)光束的亮度分別為I1和I2。兩根梁的總強(qiáng)度不是簡(jiǎn)單的單個(gè)強(qiáng)度之和，而是基于以下公式：
Itot = I1 + I2 + 2 √(I1 I2) cos [2π(r1 - r2)/λ]。
此干涉項(xiàng)目與兩根梁之間的路徑差異有關(guān)。如果該差異是光波長(zhǎng)的整數(shù)倍，則總強(qiáng)度是單個(gè)亮度的4倍。
光束分離器(BS 1)將激光束分為參考光束和測(cè)量光束。通過(guò)第二個(gè)光束分離器(BS2)后，測(cè)量的光束將聚焦樣本并反射。反射梁從BS 2向下偏轉(zhuǎn)，然后合并到參考梁和探測(cè)器中。
參考光束的光路是常數(shù)(R2=const)(干涉儀可以忽略的熱效應(yīng)除外)，因此樣品移動(dòng)(R1=r(t))會(huì)在探測(cè)器上產(chǎn)生亮/暗條紋。這是常用的干涉方法。探測(cè)器上完整的亮/暗周期條紋與使用的激光器的半波長(zhǎng)位移量完全一致。如果是激光測(cè)振儀常用的氦激光，則相當(dāng)于316nm位移。
單位時(shí)間光線路徑的變化表現(xiàn)為測(cè)量光束的多普勒頻移。在測(cè)量方面，多普勒頻移意味著與樣品振動(dòng)速度成正比。由于遠(yuǎn)離干涉儀的物體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的明暗條紋(和調(diào)制頻率)與物體向干涉儀移動(dòng)相同，因此光靠這一設(shè)置并不能明確物體移動(dòng)的方向。因此，將光頻率的典型值為40MHz的聲光調(diào)制器放置在參考光束上(為了比較，激光頻率為4.74 1014Hz)。樣品為靜態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生40MHz的典型干擾調(diào)制頻率。因此，樣品向干涉儀移動(dòng)時(shí)，調(diào)制頻率會(huì)增加。樣品遠(yuǎn)離干涉儀時(shí)，探測(cè)器接收的頻率低于40MHz。也就是說(shuō)，現(xiàn)在不僅能準(zhǔn)確感知光的長(zhǎng)度，還能準(zhǔn)確感知運(yùn)動(dòng)方向。位移或速度測(cè)量：
原則上，激光測(cè)振儀不僅可以直接測(cè)量振動(dòng)速度，還可以直接測(cè)量位移量。但是不是積分速度，而是計(jì)算激光振動(dòng)器探測(cè)器的亮/暗條紋，獲得位移量。使用適當(dāng)?shù)牟逯导夹g(shù)，激光振動(dòng)器的位移分辨率可達(dá)到2nm，使用數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)，位移分辨率可達(dá)到pm水平。這種位移調(diào)整技術(shù)特別適用于低頻測(cè)量(AHZ范圍內(nèi))。調(diào)速更適合高頻場(chǎng)合。因?yàn)橹C波振動(dòng)的最大振幅可以表示為：
v = 2π ? f ? s
隨著頻率的增加，振動(dòng)速度增加，振動(dòng)位移減少。
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