激光多普勒测振法

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。