U optického měření vibrací je to podobné, pouze s tím rozdílem, že změna frekvence vlivem pohybu objektu je jen cca v řádu 10 MHz vzhledem k obrovské frekvenci světla cca 500 THz (rychlost 1 m/s = 3.16 MHz). To znamená, že takovou malou změnu frekvence nelze detekovat přímo a je nutné to vzít oklikou, tedy převést malou změnu na velkou. Již vyzkoušený princip jak porovnat přímý a odražený paprsek je použití jejich vzájemné interference v interferometru. Zde se využívá principu superpozice dvou vln, tzn. že pokud jsou obě vlny (přímá k objektu i odražená od objektu) o stejné frekvenci posunuty o 180° odečtou se a výsledkem je nulový signál. Naopak pokud je jsou obě vlny ve fázi, sečtou se a výsledkem je průběh o velké amplitudě.

V běžných optických měřeních s interferometrem se vysílaný laserový paprsek rozdělí na dva, kde jeden pokračuje dále k cílovému objektu a druhý pokračuje do interferometru jako referenční signál. Ten pak interferuje s odraženým signálem od vibrujícího objektu, který je k němu fázově posunutý o Δr vlivem zpoždění průchodem delší dráhy. Pokud je Δr násobkem vlnové délky použitého světla (λ) mění se intenzita výsledného paprsku od 0 do 4násobku intenzity původního paprsku (při násobku 0.5, 1.5, 2.5 ... je intenzita téměř nulová, v násobcích 0, 1, 2, 3 ... je naopak 4násobná). Periodicky se pohybující objekt (vibrující objekt) pak prakticky provádí modulaci intenzity výsledného světelného paprsku vycházejícího z interferometru a dopadající na optoelektrický detektor (snímač), tedy převodník průběhu modulovaného světla na modulovaný elektrický napěťový signál. Změny vzdálenosti objektu o +/- (λ / 2) pak generuje změny v jasu světla v rozsahu světlo - tma, což se také označuje jako tmavé a světelné proužky. Posun objektu (amplituda vibrací) je pak tedy dán násobkem poloviny vlnové délky světla počtem proužků.

Frekvenční modulace probíhá dle vzorce:

Fázová modulace probíhá dle vzorce:

Jednobodové měření vibrací typu "Out-of-Plane (Mimo plochu)"
Tzv. jednobodové vibrometry měří vibrace objektů působící ve směru dopadajícího laserového paprsku (např. vibrující plechy stroje, raménka harddisků, vahadel a ramen vážních jednotek laboratorních vah apod.) a využívají tedy klasického principu dopplerova jevu - dopplerova posuvu. K vyhodnocení se využívá tzv. přímé detekce založené na základním principu interference světla v některém ze základních provedení interferometru (v praxi se často využívá Mach-Zehnder Interferometer). Signál, který z něho vychází a který se převede na elektrický signál se pak následně demoduluje, čímž se získá čistá informace o parametrech vibrací. Samozřejmě v závislosti na velikosti a vzdálenosti snímané plochy se používají různá provedení snímacích hlav. Pokud měřící paprsek dopadá na plochu pod pravým úhlem využívá se pro takové měřiče vibrací také označení “Out-of-Plane Vibrometer“.Jak již bylo uvedeno výše lze metodou Out-of-plane dosahovat měření rychlostí do 30 m/s, frekvencí vibrací až 10 MHz a výchylek až +/- 100 mm s přesností až na jednotky pikometrů.

Dvoupaprskové měření vibrací typu "Out-of-Plane (Mimo plochu)" differenciální metodou
Diferenciální vibrometry umožňují měřit relativní vertikální vibrace mezi dvěma body. Narozdíl od jednopaprskového měření, zde v interferometru neinterferuje odražený paprsek s referenčním, ale oba odražené paprsky mezi sebou. Pokud se tedy budou místa obou paprsků pohybovat stejně, výsledný signál bude nulový. V případě potřeby nasazení ve špatně dostupných místech je možné využít pro přivedení světla optických vláken. Jak již bylo uvedeno výše lze metodou Out-of-plane dosahovat měření rychlostí do 30 m/s, frekvencí vibrací až 10 MHz a výchylek až +/- 100 mm s přesností až na jednotky pikometrů.

Dvoupaprskové měření horizontálních vibrací typu "In-Plane (V ploše)"
Tento způsob je určen například pro střídavý (periodický) boční posun desky, tzn. posun kolmý na optickou osu (osu symetrie směru dopadajících paprsků). K vyhodnocení se opět využívá přímé detekce prostřednictvím interference, ale již ne referenčního paprsku s odraženým, ale přímo dvou zmíněných měřících paprsků, které vytvářejí interferenční obrazec světlých a tmavých proužků přímo na ploše měřeného objektu. Tento interferenční obrazec se celý snímá a poté elektronicky vyhodnocuje. Vibrometry pracující na tomto principu se také označují jako Laser Doppler Vibrometer. Touto metodou lze měřit rychlosti pohybu v rozsahu 0 až 200 m/s a frekvence 0 Hz až 250kHz.

Dvoupaprskové měření vibrací rotujících těles a ploch
Toto dvoupaprskové měření vibrací slouží pro měření torzních vibrací trvale rotujících povrchů (například hřídelí, ložisek, válců apod.) nebo úhlových vibrací upevněných povrchů. Výstupní signál je zde nezávislý na tvaru měřeného povrchu či předmětu a je tedy čistě jen funkcí měřených vibrací.

Bližší popis měření typu In-Plane

Zatímco princip měření typu Out-of-Plane je myslím si vcelku jasný, princip metody In-Plane již je trošku složitější a odlišný od metody Out-of-Plane. Proto toto trošku podrobnější přiblížení.

Jak již bylo naznačeno výše, využívá se zde přímé vyhodnocení interferenčního obrazce vzniklého přímo na měřeném objektu díky ozáření stejného místa dvěma laserovými paprsky. Ty jsou oba vytvořeny z jednoho primárního laserového paprsku, který se prostřednictvím polopropustných zrcadel a hranolu rozdělí na dva. Výsledkem tedy jsou dva paprsky vycházející z měřící hlavice vibrometru, přičemž jeden paprsek má frekvenci f a druhý frekvenci f+fB. Díky tomu po jejich interakci na desce sledovaného objektu vytvoří proužkový interferenční obrazec. Vzdálenost proužkou Δs je systémová konstanta daná úhlem paprsků φ, vlnovou délkou použitého světla λ a měřící vzdáleností.

Jestliže se částice povrchu začnou pohybovat v rovině plochy / desky, detektor zaregistruje modulaci vytvořených světlých / tmavých proužků. Rychlost pohybu povrchu je pak úměrná frekvenci modulace. Proto pro zjištění rychlosti pohybu vp či frekvence vibrací je nutné zjistit modulační frekvenci (f = vp / Δs). Ta je nezávislá na směru pohybu, což je však v mnoha případech na závadu, protože detekce směru je někdy požadována. Pro tento účel je do cesty primárnímu paprsku ještě předtím, než se rozdělí na dva a vystoupí ze snímací hlavy, postavena Braggova mřížka, která způsobí frekvenční posuv o 40 MHz, což v interferenčním obrazci způsobí modulaci právě frekvencí 40 MHz. Pak při pohybu vlevo se frekvence snižuje, naopak při pohybu vpravo zvyšuje.