ＳＯＰＴＯＰ激光測振儀的核心是一臺高精密激光干涉儀和一臺信號處理器。高精密激光干涉儀內的激光器發出的偏振光（設頻率為Ｆ０）由分光鏡分成兩路，一路作為測量光，一路作為參考光。參考光通過聲光調制器具有一定頻移（Ｆ），測量光聚焦到被測物體表面，物體振動引起測量光多普勒頻移（ｆ＝２ｖ／λ）。系統收集反射光并與參考光匯聚在傳感器上，這樣兩束光在傳感器表面產生干涉，干涉信號的頻率為Ｆ０＋Ｆ＋ｆ，攜帶了被測物體的振動信息，信號處理器將頻率信號轉換為物體振動的速度和位移信號。

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