Das L2F-Verfahren wird zur berührungslosen Messung von Strömungsgeschwindigkeiten in Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt. Dabei wird die Geschwindigkeit sehr kleiner Partikel registriert, die üblicherweise in allen technischen Strömungen enthalten sind oder gegebenenfalls beigemischt werden können. Für die Messung wird das Streulicht genutzt, das diese Partikel aussenden, wenn sie von einer Lichtquelle angestrahlt werden. Die erforderlichen Partikel liegen im Größenbereich der Lichtwellenlänge und folgen der Strömung selbst bei großen Beschleunigungen so gut, daß die Übereinstimmung von Partikel- und Strömungsgeschwindigkeit gewährleistet ist.
Im Messvolumen des L2F-Gerätes, das typisch in einem Abstand von etwa 500mm vor der Optik liegt, werden zwei stark fokussierte parallele Lichtstrahlen abgebildet, die als Lichtschranke wirken. Ein von der Strömung mitgeführtes Teilchen, das beide Strahlen durchläuft, sendet zwei aufeinanderfolgende Lichtimpulse aus, deren zeitlicher Abstand ein Maß für die Teilchengeschwindigkeit darstellt.
Den schematischen Aufbau des L2F-Gerätes zeigt der obere Teil des Bildes. Ein Laserstrahl trifft auf ein Rochonprisma, das den Laserstrahl in zwei gleich intensive, in sich parallele Strahlen aufspaltet (vgl. Detail A). Da sich der Brennpunkt der folgenden Linse 1 im Teilungspunkt befindet, verlassen beide Strahlen die Linse parallel zueinander und werden jeweils in der zweiten Brennebene fokussiert. Vom inneren Teil des Linsensystems 2 werden dann die beiden Strahlen auf das Messvolumen übertragen, dass auf den gewählten Messpunkt in einem Strömungsfeld (z.B. in einem Windkanal) auszurichten ist. Teilchen, die in diesem Bereich die Lichtstrahlen durchfliegen, senden jeweils zwei Streulichtimpulse aus, deren rückwärts gestreuter Anteil vom äußeren Bereich des Linsensystems 2 aufgenommen und über einen Umlenkspiegel sowie eine Ausblendeeinrichtung auf zwei Photodetektoren gelenkt wird, die jeweils einem Strahl im Messvolumen zugeordnet sind. Die Ausblendeeinrichtung dient dazu, die in engen Strömungskanälen durch Reflexion der Laserstrahlen an den Kanalwänden entstehende Hintergrundstrahlung auf ein Minimum zu reduzieren.
Durchfliegt ein Teilchen beide Strahlen, so sendet es zwei Streulichtimpulse aus, deren zeitlicher Abstand ein Maß für die Geschwindigkeitskomponente in der Ebene senkrecht zur Strahlenachse darstellt. Man erhält aber nur dann zwei zugeordnete Doppelimpulse, wenn die Ebene, die durch die beiden Strahlen aufgespannt wird, in etwa parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist. Die Verstellung der Strahlenebene erfolgt durch Verdrehen des Rochonprismas.
In turbulenten Strömungen ändert sich fortwährend Betrag und Richtung des momentanen Geschwindigkeitsvektors. Die Strömungsgrößen werden deshalb üblicherweise als Mittelwerte und Schwankungsbreiten angegeben. Aus diesem Grund wird die Strahlenebene bei einer L2F-Messung im Bereich der mittleren Strömungsrichtung in verschiedene Stellungen (Winkel a) eingerichtet und in jeder Stellung werden einige tausend Flugzeitmessungen durchgeführt. Die Messdaten können graphisch als zweidimensionale Häufigkeitsverteilungen dargestellt werden. Mit einer statistischen Methode werden dann Fehlmessungen von richtigen Flugzeitmessungen getrennt. Fehlmessungen, die entstehen, wenn zwei verschiedene Partikel das Start und Stoppsignal für den Zeitmessvorgang auslösen, zeigen sich nämlich in der statistischen Darstellung als konstanter Untergrund und können so erkannt und abgezogen werden.
Als Ergebnis der weiteren Auswertung der Daten erhält man die 2-dimensionalen Komponenten des Strömungsvektors, nämlich den Betrag und die Richtung des mittleren Strömungsvektors in der Ebene senkrecht zur optischen Achse des Meßsystems, sowie Turbulenzgrade, Schubspannungen und andere höhere Momente der Schwankungsgeschwindigkeiten.