Michelson's interferometer

Diplomová práce se zabývá bezkontaktními optickými metodami měření vzdálenosti a rychlosti (vibrací). Je zde uveden základní přehled a teoretická rešerže těchto metod. Podrobně je zde rozebrána zejména problematika interferometrických metod pro měření vibrací. Obsahuje rozdělení interferometrů, popis principu jejich funkce a rovněž obsahuje kapitoly zabývající se prvky, které se v interferometrech používají, jako lasery, fotodetektory a prvky v optické trase paprsku (polarizátory, retardéry a optické izolátory). Jsou zde rozebrány interferometrické metody měření délek, vibrací a rozebrány koncepce homodynní a heterodynní detekce. Část práce se věnuje kvadraturnímu zpracování signálů a návrhu algoritmu pro demodulaci rychlosti a výchylky harmonicky kmitajícího objektu. Tento algoritmus je implementován v Labview a celý softwarový nástroj sloužil rovněž k vizualizaci naměřených dat sestaveného funkčního modelu interferometru v laboratoři. Je zde popsán způsob sestavení modelu, jeho nastavení a dvě možné konfigurace vhodné pro homodynní detekci. Model interferometru je sestaven na antivibrační plošině, kde jsou pomocí stojánků připevněny jednotlivé komponenty. Pomocí modelu a vytvořeného softwaru je možné měřit rychlost a výchylku vibrací s přesností vlnové délky světla. Funkčnost a přesnost celého přípravku je ověřena pomocí vibrometru. Jsou zde diskutovány vlivy na vznik nejistot měření a navrženy způsoby jejich potlačení.The diploma work deals with techniques of optical contactless distance and velocity measurement. A basic summary of the methods are involved. The problematic of interferometric methods for vibration measurements is analysed in detail. It contains division of interferometers, description of their function principles and also chapters dealing with elements used in interferometers such as lasers, photodetectors and elements in the ray optical way - polarizers, retarders, optical isolators. The vibration and length measurement methods are described, as well as the conception of homodyne and heterodyne detection. Part of this work focuses on the quadrature signal processing and on the proposal of algorithm for demodulation of velocity/displacement and undergoing simple motioning object deviation. This algorithm is implemented in Labview and the whole software instrument served also for visualisation of measured data of the interferometer model constructed in the laboratory. The way how to build up a model, its setting and two possible configurations suitable for homodyne detection are described. Model of interferometer is built-up on the optical breadboard. Particular components are fixed by the help of mounts. The model and software enable to measure the velocity and the vibration deviation with the light wavelength exactness. Functionality and the exactness of the laboratory model are verified by vibrometer. Effects on the measurement uncertainty are discussed here and ways how to restrain them are proposed.