Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Orientador: Claudio Kitano / Banca: Ricardo Tokio Higuti / Banca: Luiz Antônio Perezi Marçal / Resumo: A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de "Método de Segmentação do Sinal Amostrado", o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento... / Abstract: A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de "Método de Segmentação do Sinal Amostrado", o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento ... / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-31T03:11:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343680.pdf: 8136223 bytes, checksum: e2c517be94b01114439cffd37cec40fe (MD5) Previous issue date: 2016 / A construção de malhas dutoviárias, instrumentos vitais para a economia de muitos países, surgiu da necessidade de transportar, com eficiência, agilidade e segurança, grandes volumes de óleo, gás e derivados. No Brasil, dutos estão normalmente enterrados. A cobertura de terra sobre eles oferece proteção física e mecânica. Todavia, a combinação entre fatores climáticos e geológicos poderia causar instabilidades do solo e, consequentemente, adicionar carregamentos significativos ao duto. Tais esforços imprevisíveis poderiam aumentar o risco de falhas em serviço ou mesmo acidentes no trecho enterrado, quando somados às cargas já existentes. Neste estudo, entende-se por tensões combinadas aquelas resultantes da ação simultânea de diferentes carregamentos que atuam no duto, incluindo as tensões residuais geradas na fabricação de tubos. Estas tensões são normalmente ignoradas do conjunto de tensões combinadas devido ao pouco conhecimento disponível sobre elas, bem como por sua difícil medição. No entanto, desprezá-las acaba por comprometer a determinação de alguns parâmetros de interesse, especialmente o carregamento axial atuante no duto em operação. Por isso, o presente estudo visa compreender os mecanismos de formação das tensões residuais na fabricação de tubos e, mais especificamente, mapear a distribuição destas em alguns exemplares selecionados, tipicamente utilizados na indústria de óleo e gás. Para tanto, um dispositivo óptico que combina a técnica do furo cego incremental (especificada na norma ASTM E837-13a) e a técnica de interferometria DSPI foi utilizado como ferramenta de medição dessas tensões. Os resultados experimentais apontam um comportamento equibiaxial entre as tensões residuais longitudinais e circunferenciais, além de perfis de tensões variáveis (na comparação entre as amostras de diferentes processos de fabricação) com predomínio de tensões compressivas na superfície externa dessas amostras. Posteriormente, define-se um conjunto de procedimentos para avaliar o carregamento induzido pelo solo através da medição das tensões combinadas, considerado a presença de tensões residuais.<br> / Abstract : Pipelines are vital instruments for economic activities as well as for the energy matrix of most countries. Their constructions are related to the need to transport large volumes of oil, gas and derivatives with efficiency, flexibility and security. Pipelines are usually buried in Brazil. The ground around the pipeline provides physical and mechanical protection. However, the combination between geological and climatic factors could cause ground instabilities and consequently could apply significate loads to the pipeline. These unpredictable loads could increase the risk of service failures or accidents in the pipeline when combined with existing loads. In this study, combined stresses are understood as those resulting from the action of various loading source simultaneously acting on the pipeline, including the residual stresses generated in the manufacturing of the pipe. Such stresses are usually ignored from the set of the combined stresses due to the little knowledge available as well as the difficulty for measuring them. However, disregarding residual stresses compromises the determination of some parameters of interest, especially the axial load acting on the pipeline under operation. Therefore, this study aims to understand the generation of residual stresses in the manufacturing of pipes and, more specifically, to map their distribution in some selected pipe samples that are typically used in the oil and gas industry. To this end, an optical portable device combining the hole-drilling technique (specified in ASTM E837-13a) and the interferometry DSPI technique was used as a measurement tool of these stresses. The experimental results have revealed an equibiaxial behavior between the longitudinal and circumferential residual stresses as well as non-uniform stress profiles (in the comparison among the pipes of the different manufacturing processes) with the predominance of compressive residual stresses on external surface of these pipes. Subsequently, this study defines a set of procedures to evaluate the external load induced by the ground throughout the measurement of the combined stresses and the consideration of the presence of residual stresses.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:36Z : No. of bitstreams: 1 000858535.pdf: 28861453 bytes, checksum: 71fa8b116bf6f4421bda43fd38b639c9 (MD5) / A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de Método de Segmentação do Sinal Amostrado, o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento... / A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de Método de Segmentação do Sinal Amostrado, o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-12-17Bitstream added on 2014-06-13T20:49:19Z : No. of bitstreams: 1 leao_jvf_me_ilha.pdf: 2355735 bytes, checksum: 892549143f3702d8c0d936cc62e545a5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os atuadores piezoelétricos convertem energia da forma elétrica para a forma mecânica. Tais dispositivos são amplamente utilizados em sistemas de ajuste de posição que exigem elevada resolução como, por exemplo, em microscopia de varredura, estágios de translação de espelhos, cabeças magnéticas de disco rígido, cancelamento de vibrações em mecânica de precisão, manipulação celular em biologia, etc. Neste trabalho, um atuador piezoelétrico flextensional, projetado pelo Grupo de Sensores e Atuadores da EPUSP / Mecatrônica empregando o método de otimização topológica, é caracterizado experimentalmente através de medições de deslocamentos nanométricos, utilizando-se um interferômetro de Michelson homódino em malha aberta. O princípio básico do interferômetro de Michelson é que um estímulo aplicado ao braço sensor induz um deslocamento de fase em relação ao braço de referência. Ambos os feixes são superpostos paralelamente no espaço, e a intensidade óptica resultante é convertida para uma tensão elétrica utilizando-se um fotodiodo, o qual é processada para obter um sinal proporcional ao estímulo. No presente trabalho, a demodulação do sinal é realizada aplicando-se três métodos diferentes: o de baixo índice de modulação, 1 3 J / J passivo e a técnica de contagem de franjas. Idealmente, o termo de polarização de fase no interferômetro deveria permanecer constante, contudo, na prática, ocorrem problemas de desvanecimento, ou seja, flutuações ao longo de ampla faixa e durante breves períodos de tempo, devido a deriva aleatória induzida por perturbações ambientais. Com isso, a aplicação de uma quarta técnica, denominada 1 4 J....J , proporciona uma medição linear do deslocamento de fase dinâmico no interferômetro homódino, independentemente das derivas de fase aleatórias devido... . / Piezoelectric actuators can convert electrical energy to mechanical form. These devices are widely used in positioning systems which demand high resolution, such as scanning microscopy, fast mirror scanners, disk drive magnetic head, microelectronic microlithography, vibration cancellation in precision mechanics technology, cell manipulation for biology applications, and others. In the present work a flextensional piezoactuator designed by the Group of Sensor and Actuators of the EPUSP/Mechatronics, using the topology optimization method, is experimentally characterized by the measurement of its nanometric displacements using an open loop homodine Michelson interferometer. The basic principle in the Michelson interferometer is that an applied stimulus in one of its arm (the sensor arm) induces a phase shift relative to the other arm (the reference arm). Both beams are parallel superposed in space, and the resulting optical intensity is converted to electrical form by a photodiode, which is then processed to obtain a signal proportional to the stimulus. In the present work, the demodulation of this signal is realized by applying three different methods: low-index phase modulation, the passive 1 3 J / J , and the fringe counting techniques. Ideally, the bias phase term in the interferometer should remain constant, but in practice it suffers from fading, that is, it can fluctuate in a wide range and during brief periods of time due to random drifts, induced by environment perturbations. So the application of a fourth technique, the 1 4 J ....J method provides a linear, self-consistent and direct readout of the dynamic phase shift in the homodine interferometer, irrespective of random phase drifts due to ambient temperature and pressure fluctuations, source instabilities, and changes in visibility. Generally, the flextensional actuator is designed... (Complete abstract, click electronic address below).

Reproduçao eletrostatica / Apendices: f. 192-252 / Orientador: José Bittencourt de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas / Bibliografia: f. 57-58 / Resumo: A técnica de interferometria com bases muito longas (VLBI), aplicada a Geodésica e Geofísica, e descrita de forma abrangente. Esta técnica oferece a possibilidade da precisão de centímetros na medida de bases intercontinentais e uma re* - 4 ti solução angular de ate 10 . Assim, parâmetros dos movimentos rotacionais da Terra e efeitos geodinâmicos podem ser de: terminados com precisão sem precedentes e os modelos matemáticos que os descrevem, aperfeiçoados. Esta tese inicia-se com uma introdução aos elementos básicos de radio astronomia. A técnica de VLBI é então apresentada, através da analise da geometria de um interferômetro de VLBI, da definição das quantidades observáveis e da exposição do método e equipamentos empregados para obtê-las. Atenção especial é dedicada ao estudo dos fatores de influência sobre as observações de VLBI (geometria, equipamentos e meios de propagação do sinal), como base para o estabelecimento de modelos matemáticos. 0 estudo da influência da geometria sobre as observações inclui os efeitos relativísticos de primeira ordem e os efeitos dos movimentos rotacionais da Terra, de fenômenos geodinâmicos, da estrutura da antena e da estrutura complexa das fontes observadas. A influência dos equipamentos ê analisada considerando-se a instabi1idade dos padrões de frequência e o tempo de percurso do sinal desde a antena até o dispositivo de gravação. A ação da atmosfera,responsável principal pelo limite de precisão das medidas obtidas com VLBI, mereceu um estudo mais extenso, sendo os efeitos da atmosfera neutra e da ionosfera analisados separadamente Modelos matemáticos que expressam a dependência das observações em relação aos fatores descritos são apresentados , com a respectiva definição de sistemas de referência e quantidades de tempo utilizadas. A estimativa de parâmetros destes modelos no ajustamento de observações pelo método dos mínimos quadrados Õ revista. Problemas de singularidade que podem ocorrer neste processo, são discutidos, assim como os problemas de otimização de configurações para experiências de VLBI. Finalmente, são citadas as vantagens desta técnica e as precisões obteníveis em suas aplicações a Geodésica e Geofísica. Programas que a utilizam e desenvolvem e algumas experiências realizadas são descritos. / Abstract: The Very long baseline interferometry (VLBI) technique, as applied to Geodesy and Geophysics is described in a comprising way. This technique has the potencial for centimeter accuracy level in measurement of intercontinental baselines - 4 11 and angular resolution up to 10 . Determination of Earth rc) tation parameters and geodynamic effects can be made with unprecedented accuracy and consequently their mathematical models can be improved. This thesis begins with a review of fundamentals on radio astronomy. The VLBI technique is then presented through the analysis of the geometry of a VLBI interferometer, the de finition of observables and the explanation of the method and instrumentation by wich they can be obtained, with an estimation of their precisions. Special attention is placed on study of factors with influence on VLBI observations (geometry, equipaments and si£nal propagation medium), as a background for mathematical m£dels presentation. The study of geometry influence on the observations include first order relativistic effects and the effects of Earth rotation, geodynamic phenomena, antenna stru£ ture and complex radio source structure.The influence of equi£ ments is analysed, by taking into consideration the instability of frequency standards and the travelling time of the signal from the antenna to the recording device. To atmosphere influence, the main responsable for the limit on accuracy, is dedicated a more extensive study, the effects of neutral atmosphere and of ionosphere being analysed separately. Mathematical models for the dependence among observibles and the above-mentioned factors are given, with the respective definition of reference frames and quantities of time. The estimation of model's parameters by the least squares adjustment of the observations is reviewed. Singularity problems that can arise on this process are discussed and optimal design problems for VLBI experiments are also presented. Finally,applications of VLBI to Geodesy and Geophysics are described, as well as the advantages and the obtenable a^ curacy. Some programs applying and developing this technique and some performed experiences are reported.

Orientador: Cláudio Kitano / Banca: Edvaldo Assunção / Banca: Gilder Nader / Resumo: Atuadores piezelétricos flextensionais consistem de uma estrutura metálica flexível acoplada a uma piezocerâmica. A estrutura flexível deve amplificar os pequenos deslocamentos e/ou forças da piezocerâmica, e gerar grandes deslocamentos e/ou forças em diferentes pontos específicos de sua estrutura. Esses dispositivos constituem um mecanismo a estado sólido, sem partes móveis (como pinos ou juntas), sendo que seus deslocamentos/forças estão associados à flexibilidade/rigidez mecânica da estrutura metálica conectada à piezocerâmica. Outra classe de atuadores, mais geral, são os manipuladores multi-atuados, que constituem de uma estrutura multi-flexível acoplada a duas ou mais piezocerâmicas. Novamente, a estrutura multi-flexível atua como um transformador mecânico, amplificando e mudando a direção dos deslocamentos das piezocerâmicas. Tais dispositivos podem apresentar dois ou mais graus de liberdade, como o nano-posicionador XY (com dois graus de liberdade), a micro-garra (quatro graus de liberdade) e outros. Os atuadores piezoelétricos flextensionais e os manipuladores multi-atuados podem ser utilizados em manipulação celular, na manufatura de CIs, em micro-cirurgias, e em muitas outras aplicações. Atualmente, ambos os tipos de atuadores são projetados pela moderna técnica de otimização tipológica, um método computacional que combina algoritmos de otimização com o método de elementos finitos. A interferometria laser constitui uma técnica adequada para caracterizar ambos os tipos de atuadores, permitindo-se a medição de deslocamentos na faixa de poucos nanômetros à vários micrometros. Neste trabalho, utiliza-se um interferômetro de Michelson de baixo custo para medir o fator de calibração e a amplificação de deslocamentos de atuadores piezoelétricos flextensionais, bem como, a relação entre o deslocamento direto e cruzado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Piezoelectric flextensional actuators consist of a flexible metal frame attached to a piezoceramic. The flexible frames must amplify the small displacements and/or forces at different specific points of their structures. These are solid state type devices, without moving parts (such as pins or joints) and their displacements/forces are associated to the mechanical flexibility/stiffness of the metal structure connected to the piezoceramic. A more generic class of actuators, are the multi-actuated manipulators, which are compose of a multi-flexible structure attached to two or more piezoceramics. Similarly, the multi-flexible structure acts as a mechanical transformer amplifying and changing the direction of the piezoceramic displacements. Such devices may have two or more degrees of freedom, as the XY nano-positioner (with two degrees of freedom), the micro-jaw (four degrees of freedom) and others. Piezoelectric flextensional actuators and multi-actuated manipulators can be used in cell manipulation, manufacture of CIs, micro-surgery and many other applications. Currently, both types of actuators are designed by the modern topology optimization technique, a computational method that combines optimization algorithms with the finite element method. The laser interferometry is a suitable technique to characterize both types of actuators, enabling the measurement of displacements ranging from few nanometers to several micrometers. In this work, it was used a low cost Michelson interferometer to measure the calibration factor and the displacement amplification of flextensional piezoelectric actuators, as well as the relationship between the direct and the coupled displacements in multi-actuated manipulators. A new interferometric method, highly sensitive and suitable to operate under optical narrow band phase modulation is presented. In this method, the actuators are drive by a triangular... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Amir Ordacgi Caldeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T11:04:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_JoaodeAbreuBarbosa_M.pdf: 865659 bytes, checksum: f3befbe4283d2213924fdc6a38fda3e0 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nesta dissertação, analisamos o efeito dos graus de liberdade internos de um objeto na dinâmica do seu centro de massa visando a determinar sua relevância para processos de descoerência em experimentos de fenda dupla. Mostramos que esses graus de liberdade se acoplam ao centro de massa na presença de um potencial que quebra a invariância translacional do sistema, e assim fazendo, funcionam como um ambiente que evolui em conjunto com o centro de massa do objeto. Utilizando uma abordagem de espalhamento, calculamos o operador densidade do sistema composto de centro de massa e coordenadas relativas na aproximação de Born para espalhamentos elásticos. Argumentamos como esse operador densidade nos da informção sobre os processos inelásticos e concluímos que, dentro da aproximação de Born, limitações geométricas impedem que os graus de liberdade internos do objeto atuem como um fator relevante para a descoerência / Abstract: In this work, we analyze the effect of an object's internal degrees of freedom on its center of mass dynamics in order to determine its relevance to decoherence processes in double slit experiments. We show that these degrees of freedom couple to the center of mass in the presence of a potential that breaks the translational invariance of the system, and in so doing, act as an environment that evolves together with the object's center of mass. Using a scattering approach, we compute the density operator of the system composed of its center of mass and relative coordinates, in the Born approximation, for elastic scattering. We argue how this density operator gives us information about inelastic processes and conclude that, within the Born approximation, geometric constraints prevent the internal degrees of freedom from acting as a relevant factor for decoherence / Mestrado / Física Clássica e Física Quântica : Mecânica e Campos / Mestre em Física

A finalidade deste trabalho é aplicar a técnica de holografia em cristais fotorrefrativos para o estudo de propriedades mecânicas de microdispositivos, garantindo ainda a obtenção de uma geometria de arranjo holográfico simples e compacto. Foram feitas a análise de vibração e a análise de deformação de microdispositivos por meio da interferometria de média temporal e de dupla exposição, respectivamente. Como fontes de luz, foram utilizados diodos laser emitindo em 660nm, e um He-Ne laser emitindo em 632,8nm. Como meio fotorrefrativo de registro holográfico foi utilizado o cristal Bi12TiO20, (BTO) da família das selenitas. Foi proposto um arranjo óptico de holografia de reflexão do tipo Denisiuk, e a este arranjo foi adicionado um conjunto de lentes objetiva e ocular para formar uma configuração de microscópio composto, com o objetivo de obterem-se imagens holográficas de objetos de dimensões microscópicas. A gravação e a reconstrução do holograma se deram simultaneamente, devido à associação do cristal fotorrefrativo a uma câmera CMOS. Desta maneira, a observação dos hologramas foi feita em tempo real. Foram feitas, inicialmente, imagens de dupla exposição de piezorresistores MEMS (microelectromechanical systems), de geometria reduzida (2,96 x 0,6 mm2), e de dispositivos CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers) com 640m de diâmetro. Através desta técnica foi possível medir deslocamentos de 0,33m a 4,3m. Foram obtidos também interferogramas de média temporal de cerâmicas e transdutores piezoelétricos, porém, iluminando apenas pequenas regiões destes objetos. Estas imagens mostraram qualidade razoável, indicando que é possível aplicar a técnica de interferometria em média temporal para objetos com amplitude de vibração entre 0,12m e 1,7m. Para investigar as potencialidades microscópicas foram feitas imagens de padrões de teste de resolução, onde foi possível visualizar estruturas com geometrias entre 2mm e 20m. / The aim of this work is to apply photorefractive crystals holography technique for the study of mechanical properties of micro-devices; it ensures obtaining a simple and compact geometry of holographic setup. Vibration and deformation analyses of micro-devices were performed using time average and double exposure interferometry, respectively. As light sources, it was used diode lasers emitting at 660nm, and He-Ne laser emitting at 632.8nm. As photorefractive holographic recording medium was used Bi12TiO20 (BTO) crystal, family of selenites. An optical setup of Denisiuk-type reflection holography was proposed, and this setup was added a set of objective and eyepiece lenses to form a compound microscope configuration, in order to obtain holographic images of objects with microscopic dimensions. Recording and reconstruction of the hologram occurred simultaneously, due to the combination of the photorefractive crystal to a CMOS camera. Thus, holograms observation occurs in real time. It was initially performed double exposure images of MEMS (microelectromechanical systems) piezoresistors, with reduced geometry (2.96 x 0.6 mm2), and CMUT (capacitive micromachined ultrasonic transducers) devices with 640m diameter. By this technique was possible measure displacements of 0.33m to 4.3m. Time average interferograms of Ceramics and piezoelectric transducers were also obtained, however, it illuminating only small regions of these objects. These images showed reasonable quality, indicating that it is possible apply the time average technique for objects with vibration amplitude between 0.12m e 1.7m. In order to investigate the microscopic potentialities images of resolution test chart were done, where it was possible to visualize structures with geometries between 20 m and 2mm.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Memoria para optar al Título de Ingeniero Civil Eléctrico / El presente trabajo propone y estudia dos métodos bayesianos para abordar el problema de estimación espectral: uno paramétrico y uno no-paramétrico. En esta ocasión se abordará una variante del problema de estimación espectral, en que las muestras u observaciones están en el dominio de las frecuencias, similar al problema de interferometría. Actualmente, Chile es una de las grandes potencias en astronomía, siendo el norte de Chile el hogar del interferómetro más grande del mundo, llamado Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). El desarrollo metodológico de este trabajo consistió en modelar el dominio temporal (o espacial) y luego -informalmente- pasar el modelo temporal a través de la transformada de Fourier. Para el modelamiento se utiliza inferencia bayesiana, puesto que esta es un marco de trabajo que promete incorporar la incertidumbre natural de los problemas en el mundo real. De esta manera, el enfoque probabilístico que nos brinda la inferencia bayesiana nos permitirá establecer intervalos de confianza y caracterizar la incertidumbre de la reconstrucción. Los resultados experimentales están divididos en dos partes. La primera, está relacionada con la validación de los métodos, mientras que la segunda consiste en probar los modelos en imágenes reales. La etapa de validación a su vez se dividió en otros dos experimentos: El primer experimento es un caso unidimensional, en el que se probó el desempeño del método para realizar una regresión de una señal temporal la cual cumple todos las hipótesis propuestas en cada método; el segundo experimento consiste en realizar una regresión de una señal bidimensional, es decir, una imagen que cumpla con las hipótesis de cada método. El propósito de esto es realizar una validación en un escenario sintético y completamente controlado, en los cuales se pueda evaluar correctamente el desempeño de los métodos. Los resultados para cada método son prometedores, entre los cuales se puede observar la correcta validación de ambos métodos, la robustez de los métodos para imágenes reales y la facilidad de extensión para ocupar los métodos en otros problemas o incluso con muestras en el dominio temporal. En ese sentido, el trabajo a futuro puede alcanzar una gran profundidad y el pulimento de estos métodos se puede entender tanto como la aplicación particular de estos métodos en un problema o el desarrollo de nueva teoría para la sofisticación de los métodos. / CONICYT N 22171830, FONDECYT-Iniciación 1171165 y CONICYT-PIA AFB-170001