HeNe-Laser Vibrometer.
- Messung durch Flüssigkeiten: Die Wellenlänge von 632,8 nm wird von Wasser kaum absorbiert – ideal für Messungen durch Wasser, biologische Flüssigkeiten oder transparente Medien.
- Kleinste Spotgrößen: HeNe-Laser erreichen Spotgrößen im Bereich von 3 µm – optimal für Schwingungsmessungen an Mikrostrukturen.
- Geringe thermische Bauteilbelastung: Die niedrige Laserleistung unter 1 mW minimiert die Wärmeaufnahme am Messobjekt – vorteilhaft für empfindliche MEMS und thermisch sensitive Strukturen.
Helium-Neon-Laser Vibrometer (HeNe) arbeiten mit sichtbarem rotem Laserlicht bei einer Wellenlänge von 632,8 nm. Sie ermöglichen präzise Schwingungsmessungen durch Flüssigkeiten hindurch und erreichen besonders kleine Spotgrößen für Mikrostruktur-Anwendungen.
Was ist ein HeNe-Laser Vibrometer?
Ein HeNe-Laser Vibrometer ist ein berührungsloses Messgerät zur Erfassung von Schwingungen. Das Messprinzip basiert auf dem Doppler-Effekt: Der Laserstrahl wird auf eine schwingende Oberfläche gerichtet, und die Frequenzverschiebung des reflektierten Lichts ist proportional zur Schwinggeschwindigkeit der Oberfläche.
HeNe steht für Helium-Neon und bezeichnet einen Gaslaser, der Licht im sichtbaren roten Spektralbereich erzeugt. Optomet HeNe-Laser Vibrometer arbeiten mit einer Wellenlänge von 632,8 nm – sichtbar für das menschliche Auge und mit physikalischen Eigenschaften, die für bestimmte Messaufgaben Vorteile bieten.
Die kürzere Wellenlänge ermöglicht besonders kleine Spotgrößen im Bereich von 3 µm – optimal für Messungen an Mikrostrukturen. Zudem wird Licht bei 632,8 nm von Wasser kaum absorbiert, was Messungen durch Flüssigkeiten hindurch ermöglicht. Die geringe Laserleistung unter 1 mW minimiert die thermische Belastung empfindlicher Bauteile.
Technische Kenndaten:
| Wert | |
|---|---|
| Wellenlänge Messlaser | 632,8 nm (sichtbar, rot) |
| Pilotlaser | Nicht erforderlich (Messlaser ist sichtbar) |
| Laserklasse Messlaser | Klasse 2, < 1 mW |
SWIR oder HeNe?
SWIR (1550 nm) ist die Standardwahl für die meisten Anwendungen – insbesondere bei dunklen Oberflächen, Faserverbundwerkstoffen und großen Messdistanzen. Zusätzlich bietet SWIR ein deutlich höheres Signal-Rausch-Verhältnis.
HeNe (632,8 nm) eignet sich für Messungen durch Wasser oder andere Flüssigkeiten, da SWIR-Strahlung dort stark absorbiert wird.
Typische Einsatzbereiche eines HeNe-Laser Vibrometers
Die physikalischen Eigenschaften von HeNe-Lasern – geringe Absorption in Wasser, kleine Spotgröße, niedrige Laserleistung – machen sie für spezifische Messaufgaben geeignet.
Messungen durch Wasser und Flüssigkeiten
SWIR-Strahlung bei 1550 nm wird von Wasser stark absorbiert. HeNe-Laser bei 632,8 nm durchdringen wässrige Medien mit geringer Dämpfung.
Das ermöglicht Schwingungsmessungen an Objekten, die sich unter Wasser befinden oder durch Flüssigkeiten hindurch gemessen werden – beispielsweise in der Medizintechnik, Biologie oder Unterwasserakustik.
MEMS und Mikrostrukturen
Für Messungen an MEMS-Strukturen (Micro-Electro-Mechanical Systems) wie Cantilever, Resonatoren oder Mikrospiegeln ist eine kleine Spotgröße entscheidend.
HeNe-Laser erreichen Spotgrößen im Bereich von 3 µm. Die niedrige Laserleistung minimiert die thermische Belastung – bei empfindlichen Mikrostrukturen kann bereits eine geringe Erwärmung zu Verformungen führen.
Beide Lasertechnologien haben ihre Berechtigung – die Wahl hängt von der Anwendung ab. Die folgende Tabelle fasst die wesentlichen Unterschiede zusammen.
Vergleich: HeNe vs. SWIR-Laser Vibrometer
 |  | |
|---|---|---|
| Wellenlänge | 632,8 nm (sichtbar, rot) | 1550 nm (unsichtbar) |
| Laserklasse | Klasse 2, < 1 mW | Klasse 1, < 10 mW |
| Schutzbrille erforderlich | Nein | Nein |
| Rückstreuverhalten | Auf metallischen und reflektierenden Oberflächen | Besser auf dunklen, matten und faserverstärkten Oberflächen |
| Rückstreuverhalten | Auf problematischen Oberflächen eingeschränkt | Bessere Rückstreuung auf schwarzen, matten und faserverstärkten Oberflächen |
| Oberflächenvorbereitung | Je nach Oberfläche Retroreflexfolie oder -spray erforderlich | In der Regel nicht erforderlich |
| Messung durch Flüssigkeiten | Ja – geringe Absorption bei 632,8 nm | Nein – starke Absorption bei 1550 nm |
| Messung auf heißen Oberflächen | Eingeschränkt – thermische Emission kann stören | Ja – unempfindlich gegenüber Wärmestrahlung |
| Große Messdistanzen | Eingeschränkt | Ja – bis über 300 m (z. B. Brücken, Rotoren, Fassaden) |
| Frequenzbandbreite | DC – 25 MHz | DC – 50 MHz (SMART Series) |
| Max. Schwinggeschwindigkeit | Bis 10 m/s | Bis 50 m/s (SMART Series) |
| Lebensdauer der Laserquelle | Begrenzt – HeNe-Röhre altert (ca. 10.000 h) | Lang – kein regelmäßiger Austausch erforderlich |
| Spotgröße (bei gleicher Optik) | Kleiner durch kürzere Wellenlänge (Faktor 2 bis 2,5) | Größer durch längere Wellenlänge |
| Optomet-Produkte | Vector Series, HeNe-Scanning-Vibrometer | SMART Series, Nova Series, Fiber Series |
Optomet Laservibrometer mit HeNe-Laser
Optomet bietet HeNe-Laservibrometer für Anwendungen, bei denen ein sichtbarer Laserstrahl oder ein besonders kleiner Spotdurchmesser erforderlich ist. Die Produkte gehören zur CLASSIC Series.
Vector Serie
Die Vector Series ist Optomets Produktlinie für HeNe-basierte Einpunkt-Laservibrometrie. Mit der vergleichsweise kurzen Wellenlänge (632,8 nm) lässt sich der Laserstrahl auf einen sehr kleinen Spotdurchmesser fokussieren. Die Vector Series ermöglicht berührungslose Schwingungsmessungen an Objekten von mikroskopischer bis makroskopischer Größe.
| Beschreibung | |
|---|---|
| Vector Standard | Einpunkt-Vibrometer mit sichtbarem HeNe-Laser für Messungen durch Flüssigkeiten und auf reflektierenden Oberflächen |
| Vector Micro-Optics | Spezialsystem für Messungen auf kleinsten Objekten mit einem Laserspot von ca. 3 µm und integrierter 4K-Kamera |
| HeNe-Scanning-Vibrometer | Scanning-System mit HeNe-Laser für Vollfeld-Schwingungsanalysen auf kleinen Objekten und Leiterplatten |
FAQ: HeNe-Laser Vibrometer
Wann sollte ein HeNe-Laservibrometer eingesetzt werden?
HeNe-Laservibrometer sind die richtige Wahl für zwei Hauptanwendungen:
- Messungen durch Flüssigkeiten: Bei 632,8 nm ist die Absorption in Wasser gering. SWIR-Strahlung (1550 nm) wird dagegen stark absorbiert.
- Messungen auf Mikrostrukturen: Die kürzere Wellenlänge ermöglicht einen kleineren Laserspot – ideal für elektronische Bauteile, MEMS oder Leiterplatten.
Ist ein HeNe-Laservibrometer augensicher?
Ja. HeNe-Laservibrometer von Optomet arbeiten mit einer Ausgangsleistung unter 1 mW und sind als Laserklasse 2 eingestuft. Eine Schutzbrille ist im Normalbetrieb nicht erforderlich. Der natürliche Lidschlussreflex schützt das Auge bei kurzzeitiger Exposition.
Wie klein ist der Laserspot eines HeNe-Vibrometers?
Aufgrund der kürzeren Wellenlänge ist der Spotdurchmesser bei HeNe-Systemen um den Faktor 2 bis 2,5 kleiner als bei SWIR-Systemen mit identischer Optik. Beispiel: ca. 30 µm bei HeNe gegenüber 89 µm bei SWIR (bei 500 mm Abstand mit 100-mm-Optik). Mit der Vector Micro-Optics sind Spotgrößen von ca. 3 µm möglich.
Wie lange hält eine HeNe-Laserröhre?
HeNe-Laserröhren haben eine typische Lebensdauer von ca. 10.000 Betriebsstunden. Nach dieser Zeit nimmt die Laserleistung ab und die Röhre muss ausgetauscht werden. SWIR-Laserdioden hingegen arbeiten in der Regel über die gesamte Gerätelebensdauer ohne Austausch.
Welche Frequenzbandbreite und Geschwindigkeit erreichen HeNe-Vibrometer?
Die Vector Series erreicht eine Frequenzbandbreite von DC bis 25 MHz und Schwinggeschwindigkeiten bis 10 m/s. Zum Vergleich: SWIR-Systeme der SMART Series erreichen DC bis 50 MHz und bis 50 m/s.
Welche Einschränkungen hat ein HeNe-Laser?
HeNe-Laservibrometer sind nicht für alle Anwendungen geeignet. Die wichtigsten Einschränkungen:
- Dunkle oder matte Oberflächen: HeNe-Systeme liefern hier ein schwächeres Signal als SWIR-Systeme. Oft ist eine Oberflächenvorbereitung mit Retroreflexfolie oder -spray erforderlich.
- Heiße Oberflächen: Thermische Emission im sichtbaren Bereich kann das Messsignal stören.
- Große Messdistanzen: Aufgrund der geringeren Laserleistung (< 1 mW) sind HeNe-Systeme für Langstreckenmessungen weniger geeignet.
Welche Optomet-Produkte verwenden einen HeNe-Laser?
Die Vector Serie sowie das HeNe-Scanning-Vibrometer. Die Vector Series umfasst den Vector Standard für allgemeine Anwendungen und die Vector Micro-Optics für Messungen auf kleinsten Strukturen mit einem Laserspot von ca. 3 µm.
HeNe oder SWIR – welche Technologie ist besser?
Keine ist grundsätzlich besser – die Wahl hängt von der Anwendung ab:
- HeNe (632,8 nm): Messungen durch Wasser, Mikrostrukturen, kleiner Spotdurchmesser
- SWIR (1550 nm): Dunkle/matte Oberflächen, heiße Objekte, große Messdistanzen, höheres Signal-Rausch-Verhältnis
Für die meisten industriellen Anwendungen ist SWIR die Standardwahl. HeNe ist die spezialisierte Alternative für spezifische Anforderungen.
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