Laser-Speckle-Interferometer (ESPI)

Das Prinzip

Mit dem Laser-Speckle-Interferometer (Electric Speckle Pattern Interferometry, ESPI) können Verformungen von Testobjekten bis in den Sub-µm-Bereich berührungslos erfasst, analysiert und visualisiert werden. Dabei kann es sich um statische bzw. quasistatische Verformungen handeln, es können aber auch periodische Belastungen untersucht werden. Grundlegend ist die Tatsache, dass Laserlicht an einer optisch rauen Oberfläche gestreut wird und so ein Speckle-Muster erzeugt. Dieses Muster wird mit einem Referenzstrahl aus derselben Laserlichtquelle überlagert und bildet ein Interferenzmuster. Bei Belastung des Testobjekts kommt es zu einer Verschiebung dieses Speckle-Musters. Mit Hilfe einer Kamera und der zugehörigen Auswertesoftware kann die „Wanderung“ der Speckle-Punkte verfolgt und ausgewertet werden.

Aufbau

Der Scankopf besteht aus vier Beleuchtungsarmen und einer Kamera (siehe Abbildung 1). Durch Variieren der Beleuchtung können Verformungen sowohl in 1D als auch in 2D und 3D gemessen werden. Über entsprechende Algorithmen ist eine vollflächige Analyse der Oberflächenspannung aus nur einer Messung möglich. Für die Untersuchung an harmonisch erregten Testobjekten ist zusätzlich eine phasenkonstante, stroboskopische Beleuchtung erforderlich; eine Animation der Schwingungsmode ist allerdings nicht möglich.

Aufbau Laser-Speckle-Interferometer

Abbildung 1: Aufbau des Laser-Speckle-Interferometer

Laser-Speckle-Interferometer im Einsatz

Abbildung 2: Laser-Speckle-Interferometer im Einsatz

Anwendung in der Praxis

Die Laser-Speckle-Interferometrie wird in der Materialforschung eingesetzt:

  • Untersuchung des thermischen Verhaltens oder bei Zug-/Druck-Analysen

Lehrveranstaltungen

Kontakt

Assistant Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Florian Toth

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