Sources laser pour des mesures précises des vibrations

Une introduction au monde des lasers et des vibromètres

Le type de source laser joue un rôle crucial dans la mesure précise des vibrations sans contact, en particulier dans le développement de vibromètres laser Doppler (LDV) avancés pour diverses applications. Dans ce qui suit, nous allons examiner de plus près deux types de sources laser et discuter de leurs applications en vibrométrie.

Laser hélium-néon (HeNe) : le classique de la vibrométrie

 

Les sources laser hélium-néon (sources laser HeNe) sont utilisées depuis de nombreuses années pour les vibromètres laser Doppler conventionnels et, grâce à leurs propriétés uniques, constituent un outil utile pour la mesure des vibrations sans contact. Le laser hélium-néon est un outil indispensable en vibrométrie grâce à ses propriétés uniques et à sa polyvalence. Le laser à gaz est constitué d'un mélange gazeux d'hélium et de néon et émet une lumière rouge d'une longueur d'onde de 632,8 nm.

Les lasers HeNe commerciaux sont des dispositifs relativement petits, avec des longueurs de cavité généralement comprises entre 15 et 50 cm, mais parfois jusqu'à environ 1 mètre pour atteindre les puissances les plus élevées, et des puissances de sortie optique comprises entre 0,5 et 50 mW. La longueur d'onde exacte des lasers He-Ne rouges dans le vide est de 632,991 nm et est réfractée à environ 632,816 nm dans l'air.

Le faisceau émis par les lasers HeNe est visible à l'œil humain et peut être aligné sans aucune aide. Sa longueur d'onde relativement courte permet de focaliser le faisceau laser avec précision sur un point de mesure très petit, ce qui rend le laser HeNe particulièrement adapté à la mesure des microstructures et des détails fins. Les vibromètres équipés de lasers HeNe sont régulièrement utilisés lorsqu'un signal suffisant est renvoyé par l'objet à mesurer, que la surface de mesure présente une réflectivité suffisante ou que les mesures doivent être effectuées à travers l'eau, car la lumière d'une longueur d'onde de 633 nm pénètre presque sans entrave dans l'eau.

Représentation d'un faisceau laser rouge focalisé traversant un tube de verre. Le faisceau laser se rétrécit au centre du tube avant de s'étendre à nouveau. Cette scène met l'accent sur la précision et la focalisation du faisceau lumineux dans les applications optiques.
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Laser infrarouge : le polyvalent

 

Optomet s'appuie sur la technologie laser infrarouge de courte longueur d'onde (SWIR) la plus récente et la plus avancée pour obtenir la meilleure qualité de signal pour les tâches de mesure exigeantes.

Le laser SWIR utilisé émet une lumière invisible à une longueur d'onde de 1 550 nm avec une puissance de sortie pouvant atteindre 10 mW. La puissance de sortie est ainsi dix fois supérieure à celle d'un laser HeNe. En combinaison avec des photodétecteurs d'une efficacité de plus de 98 %, il en résulte un rapport signal/bruit (RSB) de 20 dB supérieur à celui des LDV HeNe conventionnels.

 

Malgré une puissance laser plus élevée, le laser SWIR possède la classe de protection laser 1 la plus élevée conformément à la norme EN 60825-1 et est donc sans danger pour les yeux. Le liquide contenu dans l'œil absorbe la lumière infrarouge et protège ainsi l'œil. Le faisceau de mesure invisible est positionné au moyen d'un laser pilote vert à guidage coaxial (longueur d'onde : environ 532 nm). La puissance du laser pilote est limitée à 1 mW, ce qui permet de classer l'appareil dans la classe de protection laser 2 conformément à la norme EN 60825-1. Par conséquent, les vibromètres SWIR d'Optomet ont toujours la classe de protection laser 2 pour l'ensemble du système.

Das Bild zeigt den Nova Infrarot Laser Vibrometer aus der Nova-Serie, ein hochpräzises und vielseitiges Messgerät für dunkle Oberflächen, biologisches Gewebe und große Entfernungen. Das Gerät ist komplett in blau.

 

Aujourd'hui, en dehors de certaines applications nécessitant les propriétés uniques des lasers HeNe, les lasers SWIR constituent le choix optimal pour la vibrométrie laser Doppler et Optmet joue un rôle de premier plan dans la vibrométrie SWIR. Grâce à la combinaison d'une puissance de sortie plus élevée et de photodétecteurs plus sensibles, les vibromètres SWIR offrent un SNR plus élevé et sont donc particulièrement adaptés aux tâches de mesure exigeantes pour lesquelles les vibromètres équipés de sources laser conventionnelles atteignent leurs limites. Même sur des surfaces sombres, rugueuses, courbes ou d'autres surfaces à faible réflectivité, le vibromètre infrarouge élimine la nécessité de traiter la surface de mesure. Les mesures de vibrations sur de longues distances sont également le domaine incontesté des LDV SWIR, de même que les mesures sur des surfaces brillantes et sur des tissus biologiques. La stabilité à haute température et la longue durée de vie offrent des avantages supplémentaires. Toutes ces caractéristiques s'appliquent également à la nouvelle série SMART d'Optomet.

 

Applications pratiques : Vibromètres laser Doppler

 

Les vibromètres laser Doppler (LDV) sont des outils indispensables dans de nombreux domaines, notamment l'ingénierie, la science des matériaux, la biologie, la médecine et bien d'autres encore. Ils permettent de mesurer sans contact et avec précision les oscillations et les vibrations à la surface de divers matériaux et structures.

Du contrôle de la qualité dans la fabrication à l'examen des tissus biologiques, les applications des LDV sont presque illimitées. Grâce à leur capacité à fournir des données de haute résolution en temps réel, les LDV sont un outil indispensable pour la recherche, le développement et le contrôle de la qualité.

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L'avenir de la vibrométrie : innovations et avancées

 

La vibrométrie est un domaine en constante évolution, stimulé par les innovations technologiques et les nouveaux résultats de la recherche. Les améliorations constantes des sources laser et des technologies LDV permettent des mesures plus précises et un éventail d'applications encore plus large.

Des lasers HeNe classiques aux lasers infrarouges modernes, le choix de vibromètres est plus varié que jamais. Chez Optomet, nous travaillons constamment à l'amélioration de nos produits et services et offrons à nos clients des solutions innovantes pour leurs tâches de mesure.

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