Detección de vibraciones en objetos sólidos transparentes por fotodetección adaptiva

Resumen En el presente trabajo de investigación, se estudiaron los efectos de la fuerza foto-electromotriz no estacionaría, para determinar frecuencias de vibraciones en un objeto sólido transparente (acrílico). Usando la técnica de interferometría, en particular un arreglo derivado del interferómetro Mach-Zehnder. Se utilizo un cristal de GaAs como detector, de naturaleza fotoconductiva, al inducir un patrón de interferencia no estacionario, este responde con una señal proporcional a la vibración inducida en la muestra de acrílico. Por las características ópticas del cristal de arseniuro de galio, fue necesario realizar una caracterización, con varias configuraciones ópticas, las cuales son dependientes una de otra, partiendo desde una dependencia angular hasta la amplitud suministrada a un piezoeléctrico que modula uno de los caminos ópticos. Para adquirir datos y analizarlos fue necesario el desarrollo de un software en la plataforma LabVIEW. Se uso una DAQ-NI 6009. La velocidad de adquisición de señal fue un periodo de 10 ms. Los datos fueron almacenados en un archivo .tdms, para su posterior manipulación. Los resultados mostraron la detección de las siguientes frecuencias de vibraciones a 1.2kHz, 1.3kHz, 1.4kHz y 1.5kHz. Palabras clave:interferometría, interferómetro, fotoconductividad, patrón de interferencia, fuerza electromotriz no estacionaría .

Abstract In this work, the non-steady-state photo-electromotive force effect (PEMF) was studied in order to determine natural vibration frequencies in transparent solid objects, acrylic in our case. Using optical interferometry, a Mach-Zehnder experimental configuration was setup. A gallium-arsenide photoconductor cristal (GaAs) was used to generate the P-EMF signal which is proportional to the induced mechanical vibration on an acrylic sample. Additionally, an optical characterization of GaAs was performed using some optical interferometric configurations in order to obtain and optimize its main physical parameters like vibration frequencies, optical incident angle, fringe visibility and modulation amplitude among others. A piezoelectric mirror was introduced in one of the optical beams to achieve amplitude and frequency modulation of interferometric fringes. For further data analysis, an application software for experimental data acquisition was developed in a LabVIEW platform using a DAQ-NI 6009 device. The speed data acquisition was 10 ms and int.tdms data files were used for store and further data processing. As a result, 1.2, 1.3, 1.4 and 1.5 kHz vibration frequencies were detected using the experimental interferometric setup. Keywords:Interferometry interferometry, interferometer, photo conductivity, interference pattern, non-stationary electromotive force.