JP2015203592A - Laser doppler measurement device and measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザドップラー計測装置、及び計測方法に関する。 The present invention relates to a laser Doppler measuring apparatus and a measuring method.
構造物の損傷検出には、目視・打音検査が広く利用されている。しかしながら、目視・打音検査では、作業の安全性に問題がある。例えば、厳しい放射線環境下や作業場所の安全を確保できない構造物に対しては、検査が困難になってしまう。 Visual and hammering inspections are widely used to detect damage to structures. However, visual inspection and hammering inspection have problems in work safety. For example, it becomes difficult to inspect a structure that cannot secure safety in a severe radiation environment or work place.
また、構造物の損傷検出として、レーザドップラー速度計を用いた方法が開発されている(非特許文献1、2)。レーザドップラー速度計を用いることで、非接触での検査が可能になる。さらに、レーザドップラー測定を行うことで、構造物の損傷を検出することができるため、レーザドップラー速度計は構造物の劣化度合いを検出するために非常に有効な手段である。 In addition, a method using a laser Doppler velocimeter has been developed for damage detection of structures (Non-Patent Documents 1 and 2). By using a laser Doppler velocimeter, non-contact inspection is possible. Further, since damage to the structure can be detected by performing laser Doppler measurement, the laser Doppler velocimeter is a very effective means for detecting the degree of deterioration of the structure.
なお、特許文献1には、S波とP波とを用いて、測定対象の振動状態を測定するレーザドップラー振動計が開示されている。PBS(偏光ビームスプリッタ)によって、レーザ光がP波とS波とに分離される。そして、P波が参照レーザ光となり、S波が照射レーザ光となる。S波である照射レーザ光は測定対象に照射される。 Note that Patent Document 1 discloses a laser Doppler vibrometer that measures a vibration state of a measurement object using an S wave and a P wave. The laser beam is separated into a P wave and an S wave by a PBS (polarization beam splitter). Then, the P wave becomes reference laser light, and the S wave becomes irradiation laser light. The measurement target is irradiated with an irradiation laser beam that is an S wave.
そして、PBSと測定対象との間にλ/4板が配置されている。したがって、測定対象で反射した反射レーザ光は、P波となって参照レーザ光と合成される。そして、参照レーザ光と反射レーザ光とを合成した合成光を検出している。 A λ / 4 plate is disposed between the PBS and the measurement target. Therefore, the reflected laser beam reflected by the measurement object becomes a P wave and is combined with the reference laser beam. Then, the combined light obtained by combining the reference laser beam and the reflected laser beam is detected.
しかしながら、現在のレーザドップラー振動計(速度計)では、測定距離が最大100m程度である。測定距離が短いと、構造物の近傍にレーザドップラー振動計を設置する必要がある。測定対象物が放射線環境下にある場合、レーザドップラー振動計を設置することが困難である。また、測定対象物が橋梁である場合や大型の建造物である場合等は、計測装置を高所に設置する必要がある。よって、安全に計測することができないおそれがある。 However, the current laser Doppler vibrometer (velocimeter) has a maximum measurement distance of about 100 m. When the measurement distance is short, it is necessary to install a laser Doppler vibrometer near the structure. When the measurement object is in a radiation environment, it is difficult to install a laser Doppler vibrometer. In addition, when the measurement object is a bridge or a large building, the measurement device needs to be installed at a high place. Therefore, there is a possibility that it cannot be measured safely.
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、測定距離が長いレーザドップラー計測装置、及び計測方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser Doppler measuring device and a measuring method having a long measuring distance.
本実施形態の一態様にかかるレーザドップラー計測装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を分岐することで、基準レーザ光と測定対象物に照射される照射レーザ光とを生成する第1の偏光ビームスプリッタと、前記照射レーザ光を受光するとともに、前記測定対象物で反射された反射レーザ光を受光する第2の偏光ビームスプリッタと、前記第2の偏光ビームスプリッタと前記測定対象物との間に配置され、前記照射レーザ光及び前記反射レーザ光を反射する反射型λ/4板と、前記第2の偏光ビームスプリッタからの前記反射レーザ光の周波数をシフトする周波数シフタと、前記周波数シフタで周波数シフトされた前記反射レーザ光を、前記基準レーザ光と合成して、合成光を生成する合成手段と、前記合成光を検出する検出器と、前記検出器での検出結果に基づいて、測定対象物の振動を算出する処理装置と、を備えたものである。これにより、光学的なノイズを低減することができるため、測定距離を長くすることができる。 A laser Doppler measurement apparatus according to an aspect of the present embodiment generates a reference laser beam and an irradiation laser beam irradiated on a measurement object by branching the laser beam from the laser beam source and the laser beam source. 1 polarization beam splitter, a second polarization beam splitter that receives the irradiation laser beam and receives a reflected laser beam reflected by the measurement object, the second polarization beam splitter, and the measurement object A reflective λ / 4 plate that reflects the irradiation laser light and the reflected laser light, a frequency shifter that shifts the frequency of the reflected laser light from the second polarizing beam splitter, The reflected laser beam frequency-shifted by a frequency shifter is combined with the reference laser beam to generate a combined beam, and the combined beam is detected. And output unit, based on the detection result in the detector, a processor for calculating the vibration of the measurement object, but with the. Thereby, since an optical noise can be reduced, a measurement distance can be lengthened.
上記のレーザドップラー計測装置は、前記第2の偏光ビームスプリッタからの照射レーザ光が入射する凸面鏡と、前記凸面鏡で反射された前記照射レーザ光を反射して、前記測定対象物に集光する凹面鏡と、をさらに備えていてもよい。これにより、光学的なノイズを低減することができるため、測定距離を長くすることができる。 The laser Doppler measurement apparatus includes a convex mirror on which the irradiation laser light from the second polarization beam splitter is incident, and a concave mirror that reflects the irradiation laser light reflected by the convex mirror and collects the light on the measurement object. And may be further provided. Thereby, since an optical noise can be reduced, a measurement distance can be lengthened.
上記のレーザドップラー計測装置は、前記凸面鏡を前記反射型λ/4板とともに移動して、前記照射レーザ光の焦点位置を調整する駆動手段をさらに備えていてもよい。こうすることで、焦点位置を調整することができる。 The laser Doppler measurement apparatus may further include a driving unit that moves the convex mirror together with the reflective λ / 4 plate to adjust the focal position of the irradiation laser light. By doing so, the focal position can be adjusted.
上記のレーザドップラー計測装置において、前記凹面鏡に補償光学素子が設けられていてもよい。これにより、光学的な収差すなわちノイズを低減することができ、測定距離を長くすることができる。 In the laser Doppler measurement apparatus, an adaptive optical element may be provided on the concave mirror. Thereby, optical aberration, that is, noise can be reduced, and the measurement distance can be lengthened.
上記のレーザドップラー計測装置において、前記照射レーザ光を波長1532nmであってもよい。これにより、大気中における水分のレーザ光の吸収によるロスを低減することができるため、測定距離を長くすることができる。 In the laser Doppler measurement apparatus, the irradiation laser light may have a wavelength of 1532 nm. Thereby, the loss due to the absorption of the laser beam of moisture in the atmosphere can be reduced, so that the measurement distance can be lengthened.
上記のレーザドップラー計測装置は、前記レーザ光源が赤外レーザ光と同軸に前記測定対象物に照射される可視レーザ光を出射する可視レーザ光源をさらに備えていてもよい。こうすることで、光学系の調整を容易に行うことができる。 The laser Doppler measurement apparatus may further include a visible laser light source that emits a visible laser beam that is irradiated on the measurement object coaxially with an infrared laser beam. By doing so, the optical system can be easily adjusted.
上記のレーザドップラー計測装置は、前記レーザ光を反射する反射面を有し、前記反射面の角度が変わることで、前記レーザ光を走査する光スキャナをさらに備えていてもよい。こうすることで、レーザ光を容易に走査することができる。 The laser Doppler measurement apparatus may further include an optical scanner that has a reflective surface that reflects the laser light, and that scans the laser light by changing an angle of the reflective surface. By doing so, the laser beam can be easily scanned.
本実施形態の一態様にかかるレーザドップラー計測方法、レーザ光源がレーザ光を出射するステップと、第1の偏光ビームスプリッタが前記レーザ光を分岐することで、基準レーザ光と測定対象物に照射される照射レーザ光とを生成するステップと、前記照射レーザ光を第2の偏光ビームスプリッタに入射するステップと、前記第2の偏光ビームスプリッタからの前記照射レーザ光を反射型λ/4板によって反射するステップと、前記反射型λ/4で反射した前記照射レーザ光を前記測定対象物に照射させるステップと、前記測定対象物で反射した反射レーザ光を前記反射型λ/4で反射するステップと、前記反射型λ/4板で反射した前記反射レーザ光を前記第2の偏光ビームスプリッタに入射させるステップと、前記第2の偏光ビームスプリッタからの前記反射レーザ光の周波数をシフトするステップと、周波数シフトされた前記反射レーザ光を前記基準レーザ光と合成して、合成光を生成する合成ステップと、前記合成光を検出するステップと、前記合成光の検出結果に基づいて、前記測定対象物の振動を算出するステップと、を備えたものである。 A laser Doppler measurement method according to an aspect of the present embodiment, a step in which a laser light source emits laser light, and a first polarization beam splitter branches the laser light, so that the reference laser light and the measurement object are irradiated. Generating a laser beam to be irradiated, a step of making the laser beam incident on a second polarization beam splitter, and reflecting the laser beam irradiated from the second polarization beam splitter by a reflective λ / 4 plate Irradiating the measurement object with the irradiation laser light reflected by the reflection type λ / 4, and reflecting the reflection laser light reflected by the measurement object by the reflection type λ / 4, , Causing the reflected laser light reflected by the reflective λ / 4 plate to enter the second polarizing beam splitter, and the second polarizing beam sp. A step of shifting the frequency of the reflected laser light from the scatter, a synthesis step of synthesizing the frequency-shifted reflected laser light with the reference laser light to generate a synthesized light, and a step of detecting the synthesized light And calculating the vibration of the measurement object based on the detection result of the combined light.
本発明によれば、測定距離が長いレーザドップラー計測装置、及び計測方法を提供することを目的とするものである。 According to the present invention, it is an object to provide a laser Doppler measuring apparatus and a measuring method having a long measuring distance.
以下、本実施の形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。 Hereinafter, a specific configuration of the present embodiment will be described with reference to the drawings. The following description shows preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, the same reference numerals indicate substantially the same contents.
実施の形態1.
本実施の形態にかかるレーザドップラー振動計と、それを用いた構造物の計測方法について、図を用いて説明する。図1は、構造物の計測を行うための計測システムの全体構成を示す図である。なお、測定対象物5となる構造物としては、ビルディング、病院や学校などの建物、橋梁、高架道路、発電所、プラント等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
Embodiment 1 FIG.
A laser Doppler vibrometer according to the present embodiment and a structure measurement method using the same will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a measurement system for measuring a structure. In addition, as a structure used as the
作業者6は、レーザドップラー振動計1、及びガスボンベ3を搭載した自動車4によって測定対象物5の周辺に移動する。そして、作業者6は、レーザドップラー振動計1を設置する。なお、作業者6は、測定対象物5から測定距離以内の位置に移動して、レーザドップラー振動計1を設置すればよい。なお、レーザドップラー振動計1の測定距離は、1kmあるいは、それ以上であるため、遠方からの計測が可能にある。
The operator 6 moves to the periphery of the
レーザドップラー振動計1の測定距離が非常に長くなっているため、設置場所の確保が容易である。さらには、測定対象物5が、放射線環境下や高温環境下等の危険な環境下にあったとしても、離れた位置にレーザドップラー振動計1を設置することができる。また、測定対象物5が大型構造物であっても、レーザドップラー振動計1を高所に設置する必要がないため、作業者6が危険な環境下で作業する必要がない。これにより、より安全かつ効率的に計測を行うことができる。さらに、作業者6が自動車4に乗った状態で計測することができるため、安全性を確保することができる。原発事故等が起こった環境下であっても、安全に計測を行うことができる。
Since the measurement distance of the laser Doppler vibrometer 1 is very long, it is easy to secure the installation location. Furthermore, even if the
ガスボンベ3は計測時において、レーザドップラー振動計1のガスを供給する。ガスボンベ3のガスとしては、窒素や空気などである。ガスボンベ3からのガスをレーザドップラー振動計1に噴出することで、埃や塵がレーザドップラー振動計1内に入り込むのを防ぐことができる。
The
レーザドップラー振動計1の電源は、自動車4のバッテリ2から取ることができる。すなわち、バッテリ2から供給されるDC電源によって、レーザドップラー振動計1が動作する。なお、自動車4としては、バッテリ2の容量の大きい電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド自動車等を用いることが好ましい。こうすることで、自動車4のエンジンを停止した状態での計測が可能になる。例えば、バッテリ2としてはリチウムイオンバッテリを用いることができる。バッテリ2からDC電源を直接供給することが望ましい。AC電源を介さずにDC電源のみを用いることで、ACノイズやスイッチングノイズなどの影響を低減することができる。よって、より正確に測定することができる。 The power source of the laser Doppler vibrometer 1 can be taken from the battery 2 of the automobile 4. That is, the laser Doppler vibrometer 1 is operated by the DC power supplied from the battery 2. As the automobile 4, it is preferable to use an electric car having a large capacity of the battery 2, a plug-in hybrid car, a hybrid car, or the like. By doing so, measurement in a state where the engine of the automobile 4 is stopped becomes possible. For example, a lithium ion battery can be used as the battery 2. It is desirable to supply DC power directly from the battery 2. By using only the DC power supply without using the AC power supply, the influence of AC noise, switching noise, and the like can be reduced. Therefore, it can measure more correctly.
次に、図2を用いて、レーザドップラー振動計1の構成について、説明する。図2は、レーザドップラー振動計1の全体構成を示す図である。レーザドップラー振動計1は、光学系が配置される本体部101と、AOMドライバ61、復調器62、処理装置63、コントローラ64等を備えている。
Next, the configuration of the laser Doppler vibrometer 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of the laser Doppler vibrometer 1. The laser Doppler vibrometer 1 includes a
本体部101は、測定対象から十分離れた箇所に設置される。本体部101は、光源、検出器、レンズ、ミラー、ハーフミラー、スキャナ、及び偏光ビームスプリッタ(以下、PBS)等を収容するケースを有している。作業者6が本体部101を自動車4内に設置する。
The
本体部101には、赤外レーザ光源11と、可視レーザ光源71と、レーザレンジファインダ91を備えている。赤外レーザ光源11は、光ヘテロダイン方式のレーザドップラー振動計を構成する。赤外レーザ光源11からの赤外レーザ光が、レーザドップラー振動計に用いられる。したがって、赤外レーザ光源11からの赤外レーザ光は、本体部101内の光学系を介して、測定対象物5に照射される。そして、本体部101内において、測定対象物5で反射した信号光と、参照光が合成される。そして、反射レーザ光と参照レーザ光とを重ね合せて干渉させることで、測定対象物5の振動周波数を検出する。
The
可視レーザ光源71は、レーザ光のアライメント、及び赤外レーザ光源11からの赤外レーザ光の照射位置を確認するために、設けられている。すなわち、本体部101内の光学系によって、可視レーザ光源71からの可視レーザ光は、赤外レーザ光源11からの赤外レーザ光と同軸になる。そして、可視レーザ光源71からの可視レーザ光は、測定対象物5に照射する。レーザレンジファインダ91は、測定対象物5までのおおよその距離、及び測定位置を検出するために設けられている。波面センサ93は、後述する補償光学素子27で波面を補正するために設けられている。
The visible laser
まず、赤外レーザ光源11の測定光学系について説明する。なお、以下の説明において、赤外レーザ光源11から出射して、測定対象物5に照射される光を照射レーザ光とし、測定対象物5で反射されて検出器38に入射する光を反射レーザ光とする。
First, the measurement optical system of the infrared
赤外レーザ光源11は、可干渉性の赤外レーザ光を出射するレーザ光源である。赤外レーザ光源11からの照射レーザ光は、ファイバ12を通過して、レンズ13に入射する。レンズ13は、照射レーザ光を平行光束とする。レンズ13で平行光束となった照射レーザ光は、アイソレータ14を通過して、波長変換手段18に入射する。なお、アイソレータ14、戻り光が赤外レーザ光源11に入射しないように設けられている。
The infrared
波長変換手段18は、チューナブルフィルタなどであり、照射レーザ光の波長を1532nmとする。照射レーザ光を波長1532nmとすることで、空気中での吸収によるロスを低減することができ、長距離の伝搬が可能となる。波長変換手段18で波長1532nmとなった赤外レーザ光は、グラントンプソンプリズム15に入射する。
The wavelength conversion means 18 is a tunable filter or the like, and sets the wavelength of the irradiation laser light to 1532 nm. By setting the irradiation laser beam to a wavelength of 1532 nm, loss due to absorption in the air can be reduced, and long-distance propagation is possible. The infrared laser light having a wavelength of 1532 nm by the wavelength conversion means 18 is incident on the
グラントンプソンプリズム15は、方解石製の偏光プリズムであり、高い消光比を有している。グラントンプソンプリズム15は例えば、1000000:1の消光比を有している。グラントンプソンプリズム15を通過した直線偏光の照射レーザ光は、分岐用PBS16に入射する。分岐用PBS16は、偏光状態に応じて、照射レーザ光を分岐する。したがって、照射レーザ光のP偏光成分(以下、P波)は、分岐用PBS16を通過し、S偏光成分(以下、S波)は、分岐用PBS16で反射する。S波は、測定対象物5に照射される信号光となり、P波は、測定対象物5に照射されない参照光となる。後述するように、信号光と参照光とが合成されて、検出器38で検出される。
The
まず、信号光の光路について説明する。分岐用PBS16で反射したS波は、PBS17に入射する。PBS17は、偏光状態に応じて、光を反射又は透過する。PBS17は、S波を反射し、P波を透過する。よって、PBS17で反射したS波は、反射型λ/4板21の方向に進む。
First, the optical path of signal light will be described. The S wave reflected by the branching
反射型λ/4板21は、PBS17からのS波を凸面鏡22の方向に反射する。さらに、反射型λ/4板21は、光学軸に垂直な成分と平行な成分との間に1/4波長分の位相差を与える。したがって、反射型λ/4板21で反射した照射レーザ光は円偏光に変換される。反射型λ/4板21で反射された円偏光の照射レーザ光は凸面鏡22に入射する。
The reflective λ / 4 plate 21 reflects the S wave from the
凸面鏡22は、照射レーザ光を凹面鏡23の方向に反射する。凸面鏡22で反射された照射レーザ光は、拡がりながら、凹面鏡23に向かって進む。凹面鏡23で反射された照射レーザ光は、絞られながら、ポリゴンミラー24の方向に進む。凹面鏡23と凸面鏡22とは、反射面が対向配置されている。したがって、凹面鏡23で反射した照射レーザ光のうち、凸面鏡22の外側を通過した光のみが、ポリゴンミラー24に入射する。すなわち、凹面鏡23の中心軸上の光は、凸面鏡22に入射するため、ポリゴンミラー24に到達しない。
The
ポリゴンミラー24は第1の光スキャナであり、照射レーザ光を第1の方向に走査する。すなわち、ポリゴンミラー24が回転することで、照射レーザ光の反射方向が変わる。これにより、測定対象物5における反射レーザ光の照射位置が走査することができる。ポリゴンミラー24で反射した照射レーザ光は、ガルバノミラー25に入射する。ガルバノミラー25は、第2の光スキャナであり、照射レーザ光を第2の方向に走査する。そして、ガルバノミラー25で反射した照射レーザ光は、本体部101の開口部28を通過して、測定対象物5に入射する。
The
例えば、ポリゴンミラー24は測定対象物5における照射レーザ光の照射位置をX方向に走査し、ガルバノミラー25は、照射位置をX方向と直交するY方向に走査する。このように、レーザドップラー振動計1は、2つの光スキャナを用いて、測定対象物5の表面上を2次元走査している。よって、測定対象物5の一定の領域の振動を計測することができる。なお、光スキャナはポリゴンミラー24、及びガルバノミラー25に限られるものではない。また、光スキャナとして、ガルバノミラー25を2つ用いてもよい。光スキャナは、レーザ光を反射する反射面を有し、反射面の角度が変わることで、前記レーザ光を走査する。
For example, the
測定対象物5に照射した照射レーザ光は、測定対象物5で反射して反射レーザ光となる。反射レーザ光は、ドップラーシフトによって、周波数が変化する。すなわち、反射レーザ光は、測定対象物5の振動成分によって、照射レーザ光と異なる周波数となる。例えば、赤外レーザ光源11の照射レーザ光(λ=1532nm)に対応する基準周波数をfsとし、振動成分の周波数をfdとすると、反射レーザ光の周波数はfs±fdとなる。
The irradiation laser light applied to the
凸面鏡22と凹面鏡23とは、シュミット・ニュートン望遠鏡と同様の光学系を構成する。そして、凹面鏡23は、測定対象物5上に照射レーザ光を集光する。すなわち、測定対象物5の表面が照射レーザ光の集光位置となるように、凹面鏡23で反射した照射レーザ光は、絞られながら進んでいく。さらに、本実施形態では、焦点位置を調整するために直線駆動装置50が設けられている。
The
直線駆動装置50は、サーボモータ51とリニアガイド52とベース53を備えている。ベース53に反射型λ/4板21と凸面鏡22とが固定されている。リニアガイド52は、ベース53を移動可能に支持している。サーボモータ51が回転することで、ベース53がリニアガイド52に沿って直線移動する。このように、ベース53に設けられた反射型λ/4板21と凸面鏡22とが、矢印Aの方向に移動する。
The
直線駆動装置50によって、凸面鏡22と凹面鏡23とが近づいたり離れたりする。凸面鏡22と凹面鏡23との間隔が変化することで、照射レーザ光の焦点位置が光軸に沿って変化する。このように、凹面鏡23に対して、凸面鏡22を移動させることで、焦点位置を調整することができる。よって、測定対象物5の表面上に集光することができる。さらに、凸面鏡22と反射型λ/4板21とが一体に移動しているため、容易に焦点位置の調整が可能になる。
By the
また、凹面鏡23の裏面側には、補償光学素子27が設けられている。補償光学素子27は、反射レーザ光の波面を補正するために設けられている。補償光学素子27の構成については後述する。
An adaptive
ガルバノミラー25で反射した照射レーザ光を通過するための開口部28がケースである本体部101に設けられている。そして、開口部28から塵や埃が入らないように、開口部28にガスを供給している。すなわち、測定中において、ケースである本体部101の内側から外側に向けて窒素ガスを流している。例えば、図1で示したガスボンベ3が窒素ガスを供給する。このようにすることで、開口部28から本体部101に塵や埃が侵入するのを防ぐことができる。よって、精度の高い計測が可能になる。
An
信号光は、測定対象物5で反射して、上記した光学系を伝搬する。すなわち、反射レーザ光は、照射レーザ光と反対方向に伝搬する。反射レーザ光は、ガルバノミラー25、ポリゴンミラー24でデスキャンされる。ガルバノミラー25、ポリゴンミラー24で反射された反射レーザ光は凹面鏡23、凸面鏡22で反射される。そして、凹面鏡23、及び凸面鏡22で反射した反射レーザ光は、反射型λ/4板21に入射する。
The signal light is reflected by the
反射型λ/4板21は、円偏光である反射レーザ光は、反射型λ/4板21で反射されることにより、P波になる。すなわち、赤外レーザ光は、往復で2回反射型λ/4板21で反射しているため、S波からP波に変換される。P波となった反射レーザ光は、PBS17を通過して、AOM(Acoust Optical Modulator)31に入射する。このように、PBS17は、分岐用PBS16から反射型λ/4板21までの光路中に配置されている。そして、PBS17は、分岐用PBS16からの照射レーザ光を受光するとともに、反射型λ/4板21からの反射レーザ光を受光する。
In the reflection type λ / 4 plate 21, the reflected laser beam which is circularly polarized light is reflected by the reflection type λ / 4 plate 21 to become a P wave. That is, since the infrared laser light is reflected by the reflection type λ / 4 plate 21 in two reciprocations, it is converted from S waves to P waves. The reflected laser light that has become the P wave passes through the
AOM31は反射レーザ光を周波数変調する。例えば、AOM31は、AOMドライバ61によって、80MHzでドライブされている。例えば、赤外レーザ光源11の照射レーザ光(λ=1532nm)に対応する基準周波数をfsとし、測定対象物5の振動成分の周波数をfdとし、AOM31の変調周波数を80MHzとすると、AOM31からの反射レーザ光の周波数はfs±fd+80MHzになる。AOM31は周波数シフタとして機能する。なお、FM周波数が測定ノイズとなる場合は、AOM31の変調周波数を240MHzとすることができる。
The
AOM31によって周波数変調された反射レーザ光は、ミラー32で反射されて、合成用ハーフミラー33に入射する。合成用ハーフミラー33は、入射光の一部を透過して、残りを反射する。ハーフミラーは偏光状態によらず、所定の割合で光を反射又は透過する。合成用ハーフミラー33で反射した反射レーザ光は、検出器38の第1受光部36に入射する。合成用ハーフミラー33を透過した反射レーザ光は、ミラー34で反射して検出器38の第2受光部37に入射する。
The reflected laser light frequency-modulated by the
次に、参照光の光路について説明する。分岐用PBS16を通過したP波の参照レーザ光は、ミラー41、ミラー42で反射されて、バンドパスフィルタ43に入射する。バンドパスフィルタ43は、波長1532nm周辺に通過帯域を有するフィルタである。バンドパスフィルタ43を通過した参照レーザ光はミラー44に入射する。
Next, the optical path of the reference light will be described. The P-wave reference laser light that has passed through the branching
ミラー44は互いに傾斜した2つの反射面を有している。ミラー44の一方の反射面で反射した参照レーザ光は、ハーフミラー45に入射する。ハーフミラー45は入射した参照レーザ光の半分を反射して、残り半分を透過する。ハーフミラー45は、偏光状態によらず、所定の割合で光を反射又は透過する。ハーフミラー45で反射した参照レーザ光をレンズ46で集光されて、ファイバ48に入射する。ファイバ48は定偏波面ファイバである。
The
ファイバ48から出射した参照レーザ光は、参照ミラー55に入射する。参照ミラー55は、レーザドップラー振動計1を差動型とするために設けられている。すなわち、参照ミラー55は、計測される測定対象物5の振動方向と同じベクトル方向に向けて参照レーザ光が反射するように配置されている。これにより、本体部101の振動成分がキャンセルされ、測定対象物5の振動成分のみを検出することができる。参照ミラー55は、例えば、クランプなどによって固定部56に設置されている。固定部56は自動車4の外側に設けられた地面、支柱、又は構造物などである。
The reference laser light emitted from the
レーザドップラー振動計1の光学系において参照ミラー55のみが本体部101には固定されておらず、参照ミラー55が固定部56に直接設置されている。したがって、計測環境の振動によって本体部101が振動したとしても、参照ミラー55は振動しない。レーザドップラー振動計1自体が受ける振動を打ち消すことができる。これにより、自動車4のエンジンによる振動や、作業者6が移動したときに発生する振動の影響を打ち消すことができる。このように、参照ミラー55は、計測環境の振動によるノイズ成分をキャンセルするために設けられている。
In the optical system of the laser Doppler vibrometer 1, only the
参照ミラー55で反射した参照レーザ光は、ファイバ48、及びレンズ46を介して、ハーフミラー45に入射する。ハーフミラー45で反射した参照レーザ光は、ミラー49の他方の反射面に入射する。そして、参照レーザ光はミラー44の他方の反射面で反射されて、合成用ハーフミラー33に入射する。
The reference laser light reflected by the
合成用ハーフミラー33は、参照レーザ光の一部を透過して、残りを反射する。合成用ハーフミラー33を透過した参照レーザ光は、検出器38の第1受光部36に入射する。合成用ハーフミラー33で反射した参照レーザ光は、ミラー34で反射して、検出器38の第2受光部37に入射する。このように、参照レーザ光は、本体部101内の光学系を伝搬して、検出器38に入射する。
The synthesizing
合成用ハーフミラー33は参照レーザ光(参照光)と反射レーザ光(信号光)とを合成する合成手段となる。すなわち、合成用ハーフミラー33で参照レーザ光と反射レーザ光とが重ね合わされて、同軸に伝搬する。合成用ハーフミラー33は、参照レーザ光及び反射レーザ光が重ね合わされた合成光を生成する。合成光は、検出器38で検出される。なお、ドップラーシフト、及びFM変調によって、参照レーザ光と反射レーザ光は異なる周波数となっている。
The synthesizing
第1受光部36、第2受光部37は、検出光を電気信号に光電変換する。第1受光部36、及び第2受光部37は、例えば、波長1532nmに感度を有するInGaAsのアバランシェフォトダイオードをそれぞれ有している。第1受光部36、第2受光部37は、フォトダイオードに限られるものではなく、例えば光電子増倍管とすることもできる。そして、検出器38は、第1受光部36、第2受光部37から出力される電気信号をそれぞれA/D変換する。これにより、検出器38は、参照レーザ光と反射レーザ光とを含む合成光の光量に応じた検出信号を出力する。
The first
検出器38からの検出信号は、復調器62に入力される。復調器62は、AOM31での変調周波数に応じて、検出信号を復調する。したがって、復調器62が検出信号を80MHzでFM復調する。復調器62が復調した検出信号は、処理装置63に出力される。
A detection signal from the
処理装置63はラップトップ型のワークステーション、又はノートパソコンなどの情報処理装置である。処理装置63は復調器62からの検出信号に対して所定の処理を施す。こうすることで、測定対象物5の振動成分のみを取り出すことができる。処理装置63は、検出器38での検出結果から振動を算出する。例えば、処理装置63は、フーリエ変換などを行うことで、振動成分のスペクトル分布を求める。そして、処理装置63は周波数フィルタを用いてビート信号を抽出する。これにより、測定対象物5の振動に応じた振動信号を得ることができる。そして、処理装置63が振動成分を解析することで、測定対象物5の損傷や劣化度合いを求めることができる。
The
また、本実施の形態では、合成用ハーフミラー33を透過した合成光を第1受光部36で検出し、合成用ハーフミラー33を反射した合成光を第2受光部37で検出している。すなわち、検出器38は、合成用ハーフミラー33からの2本の合成光をそれぞれ検出している。第1受光部36に入射する合成光と、第2受光部37に入射する合成光は位相がずれているが、処理装置63での処理によって位相を揃えることができる。こうすることで、実質的に2倍の信号強度を得ることができ、より精度の高い測定を行うことができる。
In this embodiment, the combined light transmitted through the combining
さらに、処理装置63は、コントローラ64と接続されている。コントローラ60は、ガルバノコントローラ65と、ポリゴンドライバ66、ピエゾコントローラ67、サーボモータコントローラ68を備えている。ガルバノコントローラ65はガルバノミラー25を制御する。すなわち、ガルバノコントローラ65がガルバノミラー25を駆動することで、照射レーザ光が走査される。ポリゴンドライバ66は、ポリゴンミラー24を制御する。すなわち、ポリゴンドライバ66は、ポリゴンミラー24のモータを駆動することで、照射レーザ光が走査される。ガルバノコントローラ65、ポリゴンドライバ66が、ガルバノミラー25、ポリゴンミラー24を同期して、駆動する。こうすることで、照射レーザ光が2次元走査される。これにより、測定対象物5の所定の領域に対して、振動を計測することができる。
Further, the
サーボモータコントローラ68は、サーボモータ51を制御する。すなわち、サーボモータコントローラ68がサーボモータ51を駆動することで、反射型λ/4板21、凸面鏡22が矢印Aの方向に移動する。これにより、焦点位置を調整することができる。
The
本実施の形態にかかるレーザドップラー振動計1では、測定距離が1km程度となり、かつNAが小さい。測定深度(被写界深度)が、100m程度まで深くなる。一度、フォーカスを合わせれば、一気にスキャンして、計測を終了することができる。 In the laser Doppler vibrometer 1 according to the present embodiment, the measurement distance is about 1 km and the NA is small. The measurement depth (depth of field) is increased to about 100 m. Once focused, it can be scanned at once and the measurement can be terminated.
また、測定対象物5の表面に凹凸がある場合や、高層ビルなどを地上から測定する場合、焦点位置のずれにより、いくつかのポイントでは側的できなくなってしまう恐れがある。この場合、測定前にXYスキャンして、処理装置63に各ポイントでの信号強度が高いフォーカス条件を予め設定することができる。すなわち、各ポイントにおいて適切な焦点位置を求めておくことできる。例えば、検出器38やカメラ81での検出結果に基づいて、焦点位置を設定することができる。こうすることで、信号を検出できない測定ポイントの数を少なくすることができる。また、リトライ機能を設けて、信号が検出できないポイントを再度測定するようにしてもよい。光学系を用いてフォーカシングすることも可能である。
In addition, when the surface of the
ピエゾコントローラ67は、補償光学素子27を制御する。ピエゾコントローラ67は、補償光学素子27に設けられたピエゾアクチュエーターを駆動する。補償光学素子27を設けることで、凹面鏡23が可変形鏡となる。なお、補償光学素子27の構成については後述する。
The
上記のように、直線偏光を円偏光にするλ/4板として反射型λ/4板21を用いている。こうすることで、透過型のλ/4板を用いた場合よりも、ノイズを低減することができる。透過型のλ/4板を用いた場合、照射レーザ光、及び反射レーザ光が透過型のλ/4板を透過する時に、偏光状態に変化してしまう。したがって、反射レーザ光に含まれるS偏光成分が増加してしまい、光学的なノイズ生じてしまう。これに対して、本実施の形態では、反射型λ/4板21を用いているため、光学的なノイズの発生を防ぐことができる。よって、測定距離が長くなった場合でも、正確に測定することができる。 As described above, the reflective λ / 4 plate 21 is used as a λ / 4 plate that converts linearly polarized light into circularly polarized light. By doing so, noise can be reduced as compared with the case where a transmission type λ / 4 plate is used. When the transmission type λ / 4 plate is used, the irradiation laser beam and the reflected laser beam change to the polarization state when the transmission type λ / 4 plate passes through the transmission type λ / 4 plate. Therefore, the S-polarized component contained in the reflected laser light increases and optical noise is generated. On the other hand, in the present embodiment, since the reflection type λ / 4 plate 21 is used, the generation of optical noise can be prevented. Therefore, even when the measurement distance becomes long, it can be measured accurately.
また、光学的なノイズを低減することができるため、レーザ光出力を高くしなくてもよい。したがって、レーザの安全クラスを下げることができる。小型の赤外レーザ光源11を用いることができ、装置を小型化することができる。さらには、赤外レーザ光源11の出力が低いため、消費電力を低減することができる。
Further, since optical noise can be reduced, the laser light output need not be increased. Therefore, the safety class of the laser can be lowered. A small infrared
さらに、本実施の形態では、照射レーザ光をS波とP波とに分離する分岐用PBS16の後に、凸面鏡22と凹面鏡23とを配置して、照射レーザ光を照射している。分岐用PBS16で参照レーザ光から分岐された照射レーザ光を反射型光学素子で集光している。こうすることで、透過型光学素子を通過する際に生じる偏光状態の変化を低減ことができる。例えば、レンズなどの光学素子を通過することで生じる偏光状態の変化を低減することができる。よって、光学的なノイズの発生を低減することができ、測定距離が長くなった場合でも、正確に測定することができる。
Further, in the present embodiment, the
本実施の形態によって、1kmの遠方にある測定対象物5を計測することができる。さらには、大気などの条件がそろっていれば2km〜3kmの遠方にある測定対象物5を計測することができる。したがって、測定対象物5が危険な環境下にある場合でもあっても、作業者6は安全な環境下で作業することができる。病院や学校などの建築物の耐震診断に応用することも可能である。
According to the present embodiment, it is possible to measure the
さらに、サーボモータ51が凸面鏡22と反射型λ/4板21とを一体的に移動することで、焦点位置の調整を容易に行うことができる。こうすることで、照射レーザ光の集光点を測定対象物5の表面に調整することができる。よって、容易に計測を行うことができる。
Furthermore, the
次に、可視レーザ光源71の光路について説明する。可視レーザ光源71は、例えば波長532nmのレーザ光を出射する。もちろん、可視レーザ光源71の波長は特に限定されるものではない。なお、図2において、可視レーザ光の光路は、赤外レーザ光の光路よりも一段下側に配置されている。すなわち、紙面と垂直方向において、可視レーザ光源71と赤外レーザ光源11との位置が異なっている。そして、後述する合成部79によって、赤外レーザ光と同軸になる。
Next, the optical path of the visible laser
可視レーザ光源71からの可視レーザ光は、アライメントのためのガイド光となる。可視レーザ光は、ファイバ72を通過して、レンズ73に入射する。レンズ73は、可視レーザ光を平行光束とする。レンズ73で平行光束となった可視レーザ光は、アイソレータ74を通過して、ハーフミラー75に入射する。アイソレータ74は、戻り光が可視レーザ光源71に入射するのを防いでいる。
Visible laser light from the visible laser
ハーフミラー75、76は、可視レーザ光の一部を透過して、残りを反射する。ハーフミラー75を透過した可視レーザ光は、ハーフミラー76に入射する。ハーフミラー76を透過した可視レーザ光は、ミラー77、ミラー78で反射して、合成部79に入射する。合成部79は、例えば、ミラー等の光学素子を複数備えており、可視レーザ光と照射レーザ光とが同軸となるように合成する。例えば、合成部79は穴開きミラーなどを有しており、可視レーザ光を赤外レーザ光と同軸にすることができる。そして、合成部79からの可視レーザ光は、照射レーザ光と同軸となって凸面鏡22に照射される。したがって、照射レーザ光と同様に、測定対象物5に入射する。
The half mirrors 75 and 76 transmit part of the visible laser light and reflect the rest. The visible laser beam that has passed through the
測定対象物5で反射した可視レーザ光は、反射レーザ光と同様の光路を伝搬する。すなわち、測定対象物5で反射した可視レーザ光は、ガルバノミラー25、ポリゴンミラー24、凹面鏡23、凸面鏡22、反射型λ/4板21を介して、PBS17に入射する。そして、PBS17は、可視レーザ光の一部を分岐用PBS16の方向に反射する。そして、PBS17で反射した可視レーザ光は、分岐用PBS16、ハーフミラー76を通過して、結像レンズ80に入射する。結像レンズ80は、可視レーザ光をカメラ81に集光する。すなわち、結像レンズ80は測定対象物5の像をカメラ81に結像する。
The visible laser beam reflected by the
カメラ81は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラ、又はCCD(Charge Coupled Device)カメラなどの2次元アレイ光検出器である。カメラ81は、可視光レーザで照明された測定対象物5を撮像する。カメラ81で撮像した画像は、処理装置63に出力され、処理装置63のモニタに表示される。これにより、作業者6が測定対象物5のどこが光軸と一致しているかを確認することができる。すなわち、カメラ81で取得した画像によって、作業者6が、測定対象物5における照射レーザ光と可視レーザ光の照射位置を視認することができる。照射レーザ光の位置を簡便かつ適切に調整することができる。作業者6が可視レーザ光の照射位置を見ながら、光学系をアライメントすることで、測定対象物5の所望の位置に照射レーザ光を照射することができる。よって、光学系の調整を容易に行うことができる。
The
このように、赤外の照射レーザ光と可視レーザ光とが同軸になるように合成して、測定対象物5に照射している。こうすることで、赤外の照射レーザ光のアライメントを容易に行うことができる。
In this way, the infrared irradiation laser beam and the visible laser beam are combined so as to be coaxial, and the
次に、レーザレンジファインダ91の光路について説明する。レーザレンジンファインダ91からのレーザ光は、ミラー92で反射して、ハーフミラー75に入射する。そして、ハーフミラー75で反射したレーザ光は、可視レーザ光と同様の光路を伝搬する。レーザレンジファインダ91からのレーザ光は、可視レーザ光源71からのレーザ光と同軸となって、測定対象物5に入射する。そして、測定対象物5からの戻り光がレーザレンジファインダ91に入射する。これにより、測定対象物5までのおおよその距離、及び照射位置を測定することができる。
Next, the optical path of the
なお、レーザドップラー振動計1に用いられるミラーは、波長300nm〜2000nmに高い反射率を有するミラー、例えば、MgF2をオーバーコートしたAlミラーや、誘電体多層膜ミラーを用いることが好ましい。 The mirror used in the laser Doppler vibrometer 1 is preferably a mirror having a high reflectance at a wavelength of 300 nm to 2000 nm, for example, an Al mirror overcoated with MgF 2 or a dielectric multilayer mirror.
検出器38、復調器62、AOMドライバ61、処理装置63、コントローラ64等の電気機器には、図1で示したバッテリ2からのDC電源が供給されている。AC電源を用いずに計測することで、ACノイズの影響を低減することができる。これにより、測定距離を長くすることができる。
DC power from the battery 2 shown in FIG. 1 is supplied to electrical devices such as the
波面センサ93は、例えば、シャックハルトマンセンサ又は曲率センサ等を備えている。シャックハルトマンセンサは、細かなレンズアレイによって、像のずれを測定する。曲率センサは、センサ本体の移動によって、光強度変化を捉えて、波動干渉による波面の状態を捉える。波面センサ93からのセンサ信号は、処理装置63に入力される。
The
処理装置63は、センサ信号を基に位相制御計算を行う位相制御計算機を備えている。そして、処理装置63は、可変形鏡である凹面鏡23を制御するための制御信号を生成する。処理装置63は、制御信号をピエゾコントローラ67に出力する。そして、ピエゾコントローラ67が補償光学素子27を制御する。
The
なお、波面センサ83について特に限定されるものではない。例えば、波面センサ93に望遠レンズとCMOSカメラなどを用いてもよい。そして、処理装置63が。波面センサ93のCMOSカメラで取得した画像と、カメラ81で取得した画像とのパターンマッチングを行ってもよい。処理装置63がパターンマッチングの結果に基づいて、制御信号を生成してもよい。
The wavefront sensor 83 is not particularly limited. For example, a telephoto lens and a CMOS camera may be used for the
次に、補償光学素子27、及び凹面鏡23の構成について、図3、及び図4を用いて説明する。図3は、凹面鏡23の正面図であり、図4は、凹面鏡23、及び補償光学素子27の側面断面図である。補償光学素子27は、反射レーザ光の波面を補償するために設けられている。
Next, the configurations of the compensation
図3に示すように、凹面鏡23はスリット23aによって、複数の領域23bに分割されている。ここでは同心円状に4つ、かつ放射状に8つに分割されている。すなわち、凹面鏡23が32個の領域23bに分割されている。
As shown in FIG. 3, the
補償光学素子27は、複数のピエゾアクチュエーター27aを有している。図4に示すように、ピエゾアクチュエーター27aは凹面鏡23の裏面に配置されている。凹面鏡23の領域23bごとにピエゾアクチュエーター27aが設けられている。したがって、補償光学素子27は32個のピエゾアクチュエーター27aを有している。
The compensation
複数のピエゾアクチュエーター27aは、ピエゾコントローラ67に接続されている。ピエゾコントローラ67は複数のピエゾアクチュエーター27aを独立して駆動する。すなわち、ピエゾコントローラ67からの駆動信号によって、ピエゾアクチュエーター27aは、前後に伸縮する。こうすることで、凹面鏡23の領域23bが図4の矢印方向に移動する。
The plurality of
このように、凹面鏡23の領域23bには、それぞれピエゾアクチュエーター27aが設けられている。したがって、ピエゾアクチュエーター27aを独立して駆動することで、凹面鏡23の反射面に位置を調整することができる。これにより、反射レーザ光の波面の歪を補正することができる。したがって、光学的な収差、即ちノイズを低減することができる。
Thus, the
ピエゾコントローラ67は、波面センサ93での検出結果に基づいて、ピエゾアクチュエーター27aを制御している。こうすることで、空気のゆらぎ等による波面のひずみを補正することができる。よって、測定距離が長くなった場合でも、より正確に測定することができる。
The
なお、第1受光部36、及び第2受光部37が波長532nmに検出感度を有する場合、可視レーザ光がホワイトノイズになってしまう。したがって、第1受光部36、及び第2受光部37を波長532nmに検出感度を有していないフォトダイオードとすることが望ましい。あるいは、第1受光部36、第2受光部37の前に、波長532の光を遮光するバンドパスフィルタやロングパスフィルタ等のフィルタを1枚以上配置してもよい。
In addition, when the 1st light-receiving
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention contains the appropriate deformation | transformation which does not impair the objective and advantage, Furthermore, it does not receive the restriction | limiting by said embodiment.
1 レーザドップラー振動計
2 バッテリ
3 ガスボンベ
4 自動車
5 測定対象物
6 作業者
101 本体部
11 赤外レーザ光源
12 ファイバ
13 レンズ
14 アイソレータ
15 グラントンプソンプリズム
16 分岐用PBS
17 PBS
18 波長変換手段
21 反射型λ/4板
22 凸面鏡
23 凹面鏡
23a スリット
24 ポリゴンミラー
25 ガルバノミラー
27 補償光学素子
27a ピエゾアクチュエーター
28 窓
31 AOM
32 ミラー
33 合成用ハーフミラー
34 ミラー
36 第1受光部
37 第2受光部
38 検出器
41 ミラー
42 ミラー
43 バンドパスフィルタ
44 ミラー
45 ハーフミラー
46 レンズ
48 ファイバ
49 ミラー
55 参照ミラー
56 参照ミラー
50 直線駆動装置
51 サーボモータ
52 リニアガイド
53 ベース
61 AOMドライバ
62 復調器
63 処理装置
64 コントローラ
65 ガルバノコントローラ
66 ポリゴンドライバ
67 ピエゾコントローラ
68 サーボモータコントローラ
71 可視レーザ光源
72 ファイバ
73 レンズ
74 アイソレータ
75 ハーフミラー
76 ハーフミラー
77 ミラー
78 ミラー
79 合成部
80 結像レンズ
81 カメラ
91 レーザレンジファインダ
92 ミラー
93 波面センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser Doppler vibrometer 2
17 PBS
18 Wavelength converting means 21 Reflective λ / 4
32
Claims (8)
前記レーザ光源からのレーザ光を分岐することで、基準レーザ光と測定対象物に照射される照射レーザ光とを生成する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記照射レーザ光を受光するとともに、前記測定対象物で反射された反射レーザ光を受光する第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第2の偏光ビームスプリッタと前記測定対象物との間に配置され、前記照射レーザ光及び前記反射レーザ光を反射する反射型λ/4板と、
前記第2の偏光ビームスプリッタからの前記反射レーザ光の周波数をシフトする周波数シフタと、
前記周波数シフタで周波数シフトされた前記反射レーザ光を、前記基準レーザ光と合成して、合成光を生成する合成手段と、
前記合成光を検出する検出器と、
前記検出器からの出力信号に基づいて、測定対象物の振動を算出する処理装置と、を備えたレーザドップラー計測装置。 A laser light source;
A first polarization beam splitter that generates a reference laser beam and an irradiation laser beam irradiated to a measurement object by branching the laser beam from the laser light source;
A second polarization beam splitter that receives the irradiation laser light and receives the reflected laser light reflected by the measurement object;
A reflective λ / 4 plate that is disposed between the second polarizing beam splitter and the measurement object and reflects the irradiation laser light and the reflected laser light;
A frequency shifter for shifting the frequency of the reflected laser light from the second polarizing beam splitter;
Combining the reflected laser light frequency-shifted by the frequency shifter with the reference laser light to generate combined light;
A detector for detecting the combined light;
A laser Doppler measurement device comprising: a processing device that calculates vibration of a measurement object based on an output signal from the detector.
前記凸面鏡で反射された前記照射レーザ光を反射して、前記測定対象物に集光する凹面鏡と、をさらに備えた請求項1のレーザドップラー計測装置。 A convex mirror on which the irradiation laser light from the second polarizing beam splitter is incident;
The laser Doppler measurement apparatus according to claim 1, further comprising: a concave mirror that reflects the irradiation laser light reflected by the convex mirror and focuses the light on the measurement target.
第1の偏光ビームスプリッタが前記レーザ光を分岐することで、基準レーザ光と測定対象物に照射される照射レーザ光とを生成するステップと、
前記照射レーザ光を第2の偏光ビームスプリッタに入射するステップと、
前記第2の偏光ビームスプリッタからの前記照射レーザ光を反射型λ/4板によって反射するステップと、
前記反射型λ/4で反射した前記照射レーザ光を前記測定対象物に照射させるステップと、
前記測定対象物で反射した反射レーザ光を前記反射型λ/4で反射するステップと、
前記反射型λ/4板で反射した前記反射レーザ光を前記第2の偏光ビームスプリッタに入射させるステップと、
前記第2の偏光ビームスプリッタからの前記反射レーザ光の周波数をシフトするステップと、
周波数シフトされた前記反射レーザ光を前記基準レーザ光と合成して、合成光を生成する合成ステップと、
前記合成光を検出するステップと、
前記合成光の検出結果に基づいて、前記測定対象物の振動を算出するステップと、を備えたレーザドップラー計測方法。 A laser light source emitting laser light;
A step of generating a reference laser beam and an irradiation laser beam irradiated on the measurement object by the first polarization beam splitter branching the laser beam;
Incident the irradiated laser light on a second polarizing beam splitter;
Reflecting the irradiated laser light from the second polarizing beam splitter by a reflective λ / 4 plate;
Irradiating the object to be measured with the irradiation laser beam reflected by the reflection type λ / 4;
Reflecting the reflected laser beam reflected by the measurement object by the reflection type λ / 4;
Making the reflected laser light reflected by the reflective λ / 4 plate incident on the second polarizing beam splitter;
Shifting the frequency of the reflected laser light from the second polarizing beam splitter;
A combining step of combining the reflected laser beam having the frequency shifted with the reference laser beam to generate a combined beam;
Detecting the combined light;
Calculating a vibration of the measurement object based on the detection result of the combined light, and a laser Doppler measurement method.
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