SWIR-Laser Vibrometer

SWIR-Laser-Vibrometer arbeiten mit unsichtbarem Infrarotlicht bei einer Wellenlänge von 1550 nm. Sie bieten ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis und messen zuverlässig auf dunklen, rauen oder stark absorbierenden Materialien.

Messung ohne Oberflächenvorbereitung: Zuverlässige Erfassung auch auf dunklen, matten oder faserverstärkten Oberflächen – Retro-Tape oder Reflexionssprays entfallen.
Breiter Messbereich: Frequenzbandbreite von DC bis 50 MHz und Schwinggeschwindigkeiten bis 50 m/s.
Augensicher ohne Schutzbrille: Laserklasse 1 mit einer Ausgangsleistung unter 10 mW – keine besonderen Schutzmaßnahmen erforderlich.
Flexible Arbeitsabstände: Von wenigen Millimetern bis über 300 m – geeignet für Mikrostrukturen und Fernmessungen.
Lange Lebensdauer: SWIR-Laserdioden erfordern keinen regelmäßigen Austausch – im Gegensatz zu HeNe-Röhren mit begrenzter Betriebsdauer.

SWIR steht für Short-Wave Infrared und bezeichnet den kurzwelligen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums. Optomet SWIR-Laser-Vibrometer arbeiten mit einer Wellenlänge von 1550 nm – unsichtbar für das menschliche Auge, aber mit physikalischen Eigenschaften, die für die Schwingungsmessung Vorteile bieten.

Bei einer Ausgangsleistung unter 10 mW ist der SWIR-Messlaser als Laserklasse 1 eingestuft und damit augensicher. Eine Schutzbrille ist im normalen Betrieb nicht erforderlich. Da der Laserstrahl unsichtbar ist, verwenden Optomet-Systeme einen sichtbaren grünen Pilotlaser (510–530 nm, Klasse 2) zur Ausrichtung auf den Messpunkt. Alternativ lässt sich der SWIR-Spot mit einer IR-Detektorkarte sichtbar machen.

Technische Eckdaten:

Parameter	Wert
Wellenlänge Messlaser	1550 nm (unsichtbar)
Wellenlänge Pilotlaser	510–530 nm (grün, sichtbar)
Laserklasse Messlaser	Klasse 1, < 10 mW
Laserklasse Pilotlaser	Klasse 2, < 1 mW

Die Wahl der Laserwellenlänge beeinflusst direkt die Messqualität. SWIR-Laser bei 1550 nm bieten gegenüber sichtbaren HeNe-Lasern (632,8 nm) mehrere physikalische Vorteile, die sich in der Praxis auswirken.

Bei gleicher Laserklasse steht bei 1550 nm mehr Laserleistung zur Verfügung als bei 632,8 nm. SWIR-Systeme arbeiten mit bis zu 10 mW (Klasse 1), während HeNe-Systeme auf unter 1 mW (Klasse 2) begrenzt sind. Das höhere Leistungsbudget verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis, besonders bei schwach reflektierenden Oberflächen und großen Messdistanzen.

SWIR-Detektoren sind weitgehend unempfindlich gegenüber thermischer Emission im mittleren Infrarot. Messungen auf heißen Oberflächen – etwa Turbinenschaufeln oder Bauteilen im Betrieb – werden nicht durch Wärmestrahlung gestört.

SWIR-Laserdioden haben eine deutlich längere Lebensdauer als HeNe-Gaslaser. Während HeNe-Röhren nach etwa 10.000 Betriebsstunden ausgetauscht werden müssen, arbeiten SWIR-Dioden in der Regel über die gesamte Gerätelebensdauer ohne Wechsel.

Viele technisch relevante Materialien reflektieren im SWIR-Bereich gleichmäßiger als im sichtbaren Spektrum. Dunkle Kunststoffe, matte Beschichtungen oder faserverstärkte Verbundwerkstoffe liefern bei 1550 nm ein stabileres Rückstreusignal. Das reduziert Signalaussetzer und ermöglicht Messungen ohne Oberflächenvorbereitung – Retro-Tape oder reflektierende Sprays entfallen.

SWIR oder HeNe?

SWIR (1550 nm) ist die Standardwahl für die meisten Anwendungen – insbesondere bei dunklen Oberflächen, Faserverbundwerkstoffen und großen Messdistanzen.

→ Optomet SMART Series

HeNe (632,8 nm) eignet sich für Messungen durch Wasser oder andere Flüssigkeiten, da SWIR-Strahlung dort stark absorbiert wird.

→ Optomet Vector Serie (HeNe)

Die Eigenschaften von SWIR-Lasern – hohe Signalstabilität, Augensicherheit und Unempfindlichkeit gegenüber Wärmestrahlung – machen sie für eine Reihe anspruchsvoller Messaufgaben geeignet.

Turbinen und Hochtemperaturbauteile

Schwingungsmessungen an Bauteilen im Betrieb oder unter thermischer Last. Der SWIR-Laser wird durch Wärmestrahlung nicht gestört und liefert stabile Signale auch bei erhöhten Oberflächentemperaturen.

Faserverbundstrukturen (CFK/GFK)

In der Luft- und Raumfahrt sowie im Leichtbau sind kohlefaser- und glasfaserverstärkte Kunststoffe weit verbreitet. SWIR-Laser liefern auf diesen Materialien ein stabiles Rückstreusignal – auch ohne Oberflächenpräparation.

Biologische Oberflächen

In der Forschung werden SWIR-Vibrometer auch zur Schwingungsanalyse an biologischem Gewebe eingesetzt, wo die Augensicherheit und die schonende Messung ohne Kontakt besonders relevant sind.

Dunkle und absorbierende Kunststoffe

Im Automobilbereich kommen häufig schwarze oder dunkle Kunststoffe zum Einsatz – etwa in Armaturenbrettern, Türverkleidungen oder Stoßfängern. Diese Materialien reflektieren sichtbares Licht nur schwach, was bei HeNe-Systemen zu Signalverlusten führen kann.

Messungen über große Distanzen

Für Anwendungen wie Brückenmonitoring, Gebäudeschwingungen oder Rotorblattanalysen ermöglichen SWIR-Systeme Arbeitsabstände von über 300 m. Die Nova Xtra erreicht Messdistanzen bis 300 m.

Der SWIR-Messlaser bei 1550 nm ist für das menschliche Auge nicht sichtbar. Zur Ausrichtung auf den Messpunkt verwenden Optomet-Vibrometer einen grünen Pilotlaser (510–530 nm), der koaxial zum Messstrahl verläuft. Alternativ lässt sich der SWIR-Spot mit einer IR-Detektorkarte sichtbar machen.

Der SWIR-Laser ist augensicher: Mit einer Ausgangsleistung unter 10 mW ist er als Laserklasse 1 eingestuft.

Eine Schutzbrille ist nicht erforderlich. Infrarotstrahlung bei 1550 nm wird zudem von der Augenflüssigkeit absorbiert und erreicht die Netzhaut nicht – anders als sichtbares Licht, das bis zur Netzhaut vordringt.

IR-Detektor Karte macht einen Infrarot Laser sichtbar

Portrait of Tobias Schröder, Head of Sales & Marketing at Optomet

"Seit mehr als zwei Jahrzehnten steht Optomet für präzise Schwingungsmessung. Unsere Laser-Vibrometer liefern verlässliche Daten – von der Laboranalyse bis zur industriellen Qualitätskontrolle."

Tobias Schröder (M.Sc. Maschinenbau)
Head of Sales & Marketing

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Vergleich: SWIR vs. HeNe Laser-Vibrometer

Beide Lasertechnologien haben ihre Berechtigung – die Wahl hängt von der Anwendung ab. Die folgende Tabelle stellt die wesentlichen Unterschiede gegenüber.

	SWIR (1550 nm)	HeNe (632,8 nm)
Wellenlänge	1550 nm (unsichtbar)	632,8 nm (sichtbar, rot)
Laserklasse	Klasse 1, < 10 mW	Klasse 2, < 1 mW
Schutzbrille erforderlich	Nein	Nein
Signal-Rausch-Verhältnis	Höher durch mehr verfügbare Laserleistung	Geringer durch limitierte Leistung
Oberflächenvorbereitung	In der Regel nicht erforderlich	Je nach Oberfläche Retro-Tape oder Spray nötig
Messung durch Wasser	Nein – starke Absorption bei 1550 nm	Ja – geringe Absorption bei 632,8 nm
Messung auf heißen Oberflächen	Ja – unempfindlich gegenüber Wärmestrahlung	Eingeschränkt – thermische Emission kann stören
Große Messdistanzen	Ja – bis über 300 m	Eingeschränkt
Lebensdauer Laserquelle	Lang – kein regelmäßiger Austausch	Begrenzt – HeNe-Röhre altert
Spotgröße (bei gleicher Optik)	Größer, da längere Wellenlänge	Kleiner, da kürzere Wellenlänge
Optomet Produkte	SMART Serie, Nova Serie, Fiber Serie	Vector Serie, HeNe-Scanning Vibrometer

Optomet setzt bei den meisten Vibrometer-Systemen standardmäßig auf SWIR-Technologie. Die Produkte sind in zwei Serien gegliedert: die modulare SMART Serie und die CLASSIC Serie.

Die SMART Serie ist modular aufgebaut und bietet Systeme für unterschiedliche Messaufgaben – von der Einzelpunktmessung bis zur vollflächigen 3D-Analyse. Alle SMART-Produkte arbeiten mit SWIR-Lasern (1550 nm).

Mehr zur SMAR-Serie

Produkt	Beschreibung
SMART Single+	Einpunkt-Vibrometer für präzise Messungen an einem festen Messpunkt
SMART Scan+	Scanning-Vibrometer für vollflächige Schwingungsanalysen
SMART 3D-Scan	Drei synchronisierte Scanner für dreidimensionale Schwingungserfassung
SMART Full Body	Mehrere vernetzte Scanner für großflächige Objekte wie Fahrzeuge oder Flugzeugstrukturen
SMART DAQ	Datenerfassungssystem für die gleichzeitige Messung an mehreren Punkten
SMART Multi-Fiber	Faseroptisches System mit mehreren Messköpfen für parallele Messungen
SMART 3D-Fiber	Faseroptisches System für dreidimensionale Einpunktmessung an schwer zugänglichen Stellen

Die CLASSIC Serie umfasst eigenständige Vibrometer-Systeme für spezifische Anwendungen. Auch hier kommt standardmäßig SWIR-Technologie zum Einsatz.

Mehr zur CLASSIC-Serie

Produkt	Beschreibung
Nova Serie	Einpunkt-Vibrometer für Messungen auf dunklen, rauen oder biologischen Oberflächen
Nova Xtra	Langstrecken-Vibrometer für Messdistanzen bis über 300 m
Fiber Serie	Faseroptisches Einpunkt-Vibrometer für beengte oder schwer zugängliche Messstellen
Fiber Multiplex	Faseroptisches System mit schaltbaren Messköpfen für mehrere Messpunkte
Scanning Vibrometer	Scanning-System für vollflächige Schwingungsanalysen

In diesem Abschnitt finden Sie Antworten auf häufige Fragen zu SWIR-Laser-Vibrometern – darunter Augensicherheit, Wellenlänge, Lebensdauer, Einschränkungen und Wartung.

Ist ein SWIR-Laser-Vibrometer augensicher?

Ja. Der SWIR-Messlaser arbeitet mit einer Ausgangsleistung unter 10 mW und ist als Laserklasse 1 eingestuft. Eine Schutzbrille ist im normalen Betrieb nicht erforderlich. Infrarotstrahlung bei 1550 nm wird von der Augenflüssigkeit absorbiert und erreicht die Netzhaut nicht.

Welche Wellenlänge hat ein SWIR-Laser-Vibrometer?

Optomet SWIR-Vibrometer arbeiten mit einer Wellenlänge von 1550 nm im kurzwelligen Infrarotbereich. Der Messlaser ist unsichtbar; zur Ausrichtung dient ein sichtbarer grüner Pilotlaser (510–530 nm).

Muss ein SWIR-Laser ausgetauscht werden?

In der Regel nicht. SWIR-Laserdioden haben eine lange Lebensdauer und arbeiten typischerweise über die gesamte Gerätelebensdauer ohne Austausch. Im Gegensatz dazu müssen HeNe-Röhren nach etwa 10.000 Betriebsstunden ersetzt werden.

Sind alle Optomet-Vibrometer mit SWIR-Lasern ausgestattet?

Fast alle. Die gesamte SMART Serie sowie die meisten Produkte der CLASSIC Serie (Nova, Fiber, Scanning Vibrometer) arbeiten standardmäßig mit SWIR-Lasern bei 1550 nm. Die einzige Ausnahme ist die Vector Series, die einen sichtbaren HeNe-Laser (632,8 nm) verwendet – geeignet für Messungen durch Wasser oder auf Mikrostrukturen mit kleinem Spotdurchmesser.

Welche Limitierungen hat ein SWIR-Laser?

SWIR-Laser sind nicht für alle Anwendungen geeignet. Die wichtigsten Einschränkungen:

Messung durch Wasser: SWIR-Strahlung wird von Wasser stark absorbiert. Für Messungen durch Flüssigkeiten ist ein HeNe-Laser (632,8 nm) besser geeignet.
Spotgröße: Bei gleicher Optik erzeugt ein SWIR-Laser einen größeren Spot als ein HeNe-Laser – z. B. 89 µm vs. 30 µm bei 500 mm Abstand (100 mm Optik).

Wie unterscheidet sich der Wartungsaufwand zwischen SWIR und HeNe?

SWIR-Laserdioden erfordern keinen regelmäßigen Austausch und haben einen geringeren Wartungsaufwand. HeNe-Gaslaser unterliegen einer natürlichen Alterung – die Röhre muss nach etwa 10.000 Betriebsstunden ersetzt werden.

Laserquellen
Grundlagen der in der Vibrometrie eingesetzten Laserarten – Helium-Neon-, SWIR- und fasergekoppelte Systeme.

Laser Doppler Vibrometrie
Aufbau, Funktionsweise und Anwendungsbereiche der Laser-Doppler-Vibrometrie.

Schwingungsmessung
Methoden, Messaufbau und Auswertung von Schwingungsdaten in Forschung und Industrie.

Doppler Effekt
Physikalisches Prinzip der Laser-Doppler-Vibrometrie – Grundlage für präzise Geschwindigkeitsmessung.

Signalverarbeitung
Analyse von Schwingungsdaten mittels FFT, Frequenzbereichsauswertung und Echtzeitverarbeitung.