Free space optical vibrometer

Marcin Kowalczyk

Abstract

Free space optical vibrometer is a device that allows processing of optical signals deflected from accusticlly excited vibrating surfaces, and analysis of source signal analysis. Due to optical effects, such as acousto optic effect, phase shift or optical wave interference the returning light beam allows to spot differences in comparison to the outgoing beam which allows to indirectly detect acoustic signals. Major goal of this work is to design, develop, validate and propose possible improvements of a free space, single source, simple optical vibrometer prototype, that allows detection and playback of acoustic signals at frequencies located within the spectrum of human hearing. The prototype in question is based on a single laser source operating at ~650nm, a modified Michelson interferometer (one of the arms is replaced with the “target surface” - for example the glass pane). A Hamamatsu S1133-14 photodiode, Texas Instruments LMP7701 operational amplifier and a digital signal processing are utilised to detect and process the output signal.
Diploma typeMaster of Science
Author Marcin Kowalczyk (FEIT)
Marcin Kowalczyk,,
- Faculty of Electronics and Information Technology
Title in PolishWibrometr laserowy w wolnej przestrzeni
Supervisor Ryszard Piramidowicz (FEIT / MO)
Ryszard Piramidowicz,,
- The Institute of Microelectronics and Optoelectronics
Certifying unitFaculty of Electronics and Information Technology (FEIT)
Affiliation unitThe Institute of Microelectronics and Optoelectronics (FEIT / MO)
Study subject / specializationElektronika (Elektronics)
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date17-03-2017
Issue date (year)2017
Reviewers Ryszard Piramidowicz (FEIT / MO)
Ryszard Piramidowicz,,
- The Institute of Microelectronics and Optoelectronics
, Piotr Witoński (FEIT / MO)
Piotr Witoński,,
- The Institute of Microelectronics and Optoelectronics
Keywords in Polishwibrometr laserowy, detekcja dźwięku, wibrometria, optyka, optoelektronika
Keywords in Englishlaser vibrometer, sound detection, vibrometry, optics, optoelectronics
Abstract in PolishWibrometr laserowy pracujący w wolnej przestrzeni jest urządzeniem przetwarzającym sygnały optyczne odbite od drgających powierzchni, pobudzonych falą akustyczną i pozwalającym na analizę sygnału źródłowego. Dzięki efektom optycznym, między innymi: fotoakustycznemu, przesunięcia fazowego czy interferencji fal optycznych, promieniowanie powracające do detektora pozwala na wykrycie różnic w stosunku do wiązki padającej, a przez to detekcję i analizę sygnałów akustycznych. Głównym celem pracy jest opracowanie koncepcji, konstrukcja prototypu, weryfikacja działania oraz propozycja ulepszeń prostego sytemu wibrometrycznego, pozwalającego na detekcję i odtworzenie sygnałów akustycznych z zakresu częstotliwości słyszalnych dla człowieka. Prototyp opiera się na pojedynczym źródle laserowym o długości fali w zakresie widzialnym ~650nm i zmodyfikowanym interferometrze Michelsona. W celu detekcji sygnału zastosowano fotodiodę Hamamatsu S1133-14, wzmacniacz operacyjny Texas Instruments LMP7701, oraz układ do obróbki cyfrowej sygnału (mikrokontroler Arduino Mega, lub karta dźwiękowa).
File
272158_kowalczyk_marcin_magisterska-FINAL.pdf 5.37 MB
Local fieldsIdentyfikator pracy APD: 17148

Get link to the record

Back