Dopplerprinzip

Den Dopplereffekt hat jeder im täglichen Leben schon wahrgenommen, wenn er die Sirene eines Polizeiautos während der Vorbeifahrt gehört hat. Wenn sich das Auto auf das Ohr zu bewegt, hört sich die Frequenz höher an als sie tatsachlich ist und wenn sich das Auto weg bewegt, scheint die Frequenz der Sirene tiefer zu werden. Die von unserem Ohr wahrgenommene Frequenz ist definiert als eine Anzahl Schwingungen pro Sekunde. Wenn das Auto und der Zuhörer stationär sind, also auf der Stelle stehen bleiben, empfängt das Ohr die echte Frequenz der Sirene. Sobald sich nun das Auto weg bewegt, wird jeder Ton (jede Frequenz) aus einer stetig größeren Entfernung gesendet. Die Frequenz, die das Ohr erreicht, wird also niedriger d.h. der Ton wird tiefer. Dieser so genannte Dopplereffekt gilt nicht nur für Schallwellen, sondern auch für jede andere Art von Wellen, also auch für Lichtwellen.

LASER DOPPLER VELOCIMETER (LDV)
Die Laser Doppler Velocimetrie ist die am häufigsten benutzte Methode um berührungsfrei die Geschwindigkeit an festen Oberflächen zu messen. Ein Laserstrahl wird mit Hilfe eines Strahlteilers in zwei Teilstrahlen gleicher Intensität geteilt. Diese beiden Laserstrahlen werden durch optische Komponenten aufbereitet und über justierbare Spiegel im Messabstand zum Schnitt gebracht. Wenn sich zwei Laserstrahlen unter einem Winkel schneiden, entsteht im Messvolumen ein Interferenzstreifenmuster aus hellen und dunklen Streifen. Der Fotoempfänger betrachtet dieses Streifenmuster und erkennt im zurück gestreuten Licht die Dopplerfrequenz, d.h. die durch die Materialbewegung verursachte Frequenz.

Die Funktionsweise eines LDV Systems ist leicht zu verstehen, wenn man zunächst ein einzelnes Partikel betrachtet, das durch das Streifenmuster läuft. Es sendet immer dann, wenn es ein helles Feld durchläuft, einen Lichtimpuls aus. Der Fotoempfänger nimmt diese Blinkfrequenz auf wandelt sie in der Auswerteeinheit in eine elektrische Frequenz um. Von der Auswerteeinheit wird diese original Dopplerfrequenz an unserem Impulsausgang zur Verfügung gestellt. Feste Oberflächen haben zwar keine einzelnen Partikel, aber die Oberflächenstruktur verhält sich genauso.

 

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