Vibromètre laser

Un vibromètre laser est un capteur de mesure de vibrations sans contact. Il est constitué d'une source de lumière monochromatique (laser) et d’un interféromètre (interféromètre de Mach-Zehnder), permettant de mesurer l'effet Doppler dû à la vibration entre le signal émis et le signal réfléchi. De cette interférométrie entre les 2 signaux, pourront être déduites la fréquence et la phase de la vibration. Le vibromètre laser (ou LDV : Laser Doppler Vibrometer) utilise le principe de l’effet Doppler et fonctionne sans contact. Il est donc particulièrement adapté pour mesurer des vibrations, là où des méthodes alternatives (accéléromètres) atteignent leurs limites ou ne peuvent tout simplement pas être utilisées. À titre d’exemple, les mesures de vibrations à la surface de matériaux liquides, sur structures extrêmement petites (MEMS) ou légères (membranes de haut-parleurs) se font donc très facilement en utilisant un vibromètre laser, et ce jusqu’au GHz. De plus le calibrage des accéléromètres peut être réalisé en utilisant un vibromètre laser. Chacun a déjà expérimenté le principe de l’effet Doppler, caché derrière un vibromètre laser, quand par exemple la tonalité d’un véhicule change en passant devant un observateur situé sur le bord d’une autoroute. La fréquence perçue (pitch) change alors et l’on a cette impression de glissement d’un son aigu à un son plus grave. Par analogie, si une onde acoustique est réfléchie par un objet vibrant et détectée par le système de mesure que constitue le vibromètre laser, le glissement en fréquence (ou fréquence Doppler) de l’onde peut être décrite par : où v est la vélocité de l’objet vibrant et \lambda est la longueur d’onde émise. Le vibromètre laser Doppler fonctionne sur le principe de l’interférence optique, nécessitant deux faisceaux lumineux cohérents et leur intensité lumineuse respective I1 et I2 interférant. L’intensité résultante n’est pas seulement la somme des deux intensités, mais est modulé selon la formule : Le terme d’interférence, apparaissant dans la formule, relate la différence de longueur entre les chemins lumineux des deux faisceaux.