Orientador: Cláudio Kitano / Banca: Gilder Nader / Banca: Ricardo Tokio Higuti / Resumo: 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... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: 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). / Mestre

Orientador : Evandro Conforti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T00:16:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braga_EduardoLuizde_M.pdf: 6752770 bytes, checksum: a89e5afbb147ca29d67093af3475d9b9 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Construiu-se um interferõmetro de alta resolução para a análise espectral de lasers a gás. O instrumento incorpora um interferômetro de Mach-Zehnder, todo em fibra óptica monomado para a linha vermelha do laser de He-Ne, em montagem auto-homódina. Na formulação teórica introduziram-se expressões que permitem o cálculo da largura espectral (da ordem de 5 kHz para o laser testado) mesmo considerando-se que o braço longo do interferômetro (cujo comprimento máximo, dado pela atenuação da fibra, é de 2.000 metros) seja menor que o comprimento de coerência do laser / Abstract: A high-resolution interferorneter has been constructed for gas laser spectral analysis. The instrurnent is an all rnonornodefiber Mach-Zehnder auto-hornodyne interferorneter. The theoretical expressions, obtained here, perrnit the calculation of the spectral linewidth (about 5 kHz for the tested laser) even in the case when the long arrn of the interferorneter is srnaller than the laser coherent length. The maxirnurn length of this arrn is lirnited to 2.000 rn because of the fiber attenuation / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:04:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340515.pdf: 8133982 bytes, checksum: 634b46fd07501afc6d7b9b42ee4b7f11 (MD5) Previous issue date: 2016 / Inspeções realizadas com técnicas interferométricas, como a shearografia, vêm se tornando cada vez mais difundidas na indústria, principalmente na indústria aeroespacial e de petróleo e gás. Essas técnicas vêm sendo cada vez mais aplicadas em campo, porém ainda com alguma limitação, visto que ao levar o sistema de medição para fora do laboratório, o mesmo ficará exposto a fatores hostis sobre os quais não se tem controle. O desenvolvimento ou melhoramento das técnicas interferométricas, com o objetivo de torná-las robustas e capazes de operar sobre condições de trabalho mais agressivas, como em chão de fábrica ou ambientes hostis, tem-se tornado cada vez mais importante. A shearografia é uma técnica que apresenta bons resultados em campo, mas a configuração interferométrica atual continua sendo sensível a alguns fatores como a vibração.Este trabalho apresenta o desenvolvimento de três configurações de interferômetros para aplicação em shearografia. As três configurações utilizam polarização como meio para o deslocamento de fase. Este trabalho descreve e discute cada uma das configurações e seus princípios. Além dos testes em bancada, testes em ambiente com vibração foram também realizados. Obtiveram-se duas configurações robustas e flexíveis para ambientes hostis, principalmente frente aos efeitos das vibrações.<br> / Abstract: Inspections with interferometric techniques, such as shearography, are becoming increasingly widespread in the industry, especially for inspections in the aerospace and oil and gas industry. These techniques are being increasingly applied in the field. However still with some limitations, because bringing interferometric systems out of the lab, it will be exposed to many environmental factors that are normally not controlled. The development or improvement of interferometry techniques, in order to make them robust and capable of operating on more aggressive working conditions, such as in floor manufacture or harsh environments, has become increasingly important. Shearography is an intrinsically robust interferometric technique that is able to work in the field, but there are limits. The current interferometry configuration remains sensitive to factors such as vibration.The current work presents three interferometers configurations for use in shearography systems. The three configurations employ polarization for phase shifting. This work describes their principles and discusses each one of the three settings. In addition, their evaluations using a vibration induced test bench were also conducted. The results pointed out two robust and flexible configurations convenient for harsh environments, especially when considering the effects of vibrations.

Orientador: Jaime Frejlich / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-15T01:34:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ElisabethAndreolide_M.pdf: 6111363 bytes, checksum: fcd91390013c0f242e75178ddb3f0e53 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Apresentamos um método não destrutivo para medida de espessura de filmes finos transparentes depositados em substratos transparentes, usando um interferômetro de Haidinger. A partir das frações de interferência, medidas para vários comprimentos de onda, e do índice de refração para um único comprimento de onda, determinamos a espessura do filme e sua dispersão cromática, através de um procedimento analítico-numérico / Abstract: We introduce a non-destructive method for the thickness measurement of thin transparent films coated on transparent substrates, using a Haidinger interferometer. From the interference fractions measured for various wavelengths, and the refraction index for only one wavelength, we determine the film thickness and its chromatic dispersion through an analytic-numeric procedure / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Evandro Conforti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T03:30:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_RogerioTadeu_M.pdf: 7632487 bytes, checksum: 66527824b8d817ef7f5b301129ec79ca (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Os sistemas ópticos coerentes homódinos com modulação em fase são estudados e sua realização experimental é obtida através da construção de um desses sistemas em fibra óptica monomodo, no qual o oscilador local é simulado por uma amostra do sinal gerado pelo transmissor. Para tal, foi montado um interferômetro de Mach Zehnder todo em fibra óptica sobre o qual os experimentos foram realizados. Foi também introduzido um novo sistema de estabilização do interferômetro para que esse não seja tão vulnerável aos efeitos da variação de temperatura, tornando viável sua aplicação em sensores em fibra óptica localizados em estações remotas. Os resultados das medidas práticas são então comparados com os resultados esperados / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Antonio Carlos Ferreira Seridonio / Banca: Claudio Luiz Carvalho / Banca: Makoto Yoshida / Resumo: Investigou-se teoricamente um sistema composto por um interferômetro do tipo AharonovBohm com dois pontos quânticos, onde um deles encontra-se acoplado à um fio de Kitaev na fase topológica, nos casos em que se desconsidera a interação de Coulomb entre os pontos quânticos (caso não interagente) e quando a mesma é levada em conta (caso interagente). Na primeira situação, verificou-se a presença robusta da anomalia de voltagem zero para ambos os regimes de interferência Fano adotados. Além do mais, constatou-se que o estado de Majorana isolado possui uma maneira singular de quebrar a simetria dos perfis de densidade de transmitância em função da diferença simétrica de energia dos pontos quânticos e da energia de Fermi dos terminais metálicos. Tais perfis podem ser obtidos experimentalmente por medidas de condutância. Na situação de pontos quânticos interagentes em ressonância, verificou-se que a razão entre a magnitude da repulsão de Coulomb e o acoplamento fio-ponto quântico altera a largura da anomalia de voltagem zero em ambos os regimes Fano analisados. Esse fato sugere que a correlação eletrônica influencia o tempo de vida do estado de Majorana no ponto quântico hibridizado diretamente com o fio. Ademais, para a situação de pontos quânticos não ressonantes, a inversão dos valores de energia dos mesmos também modifica a largura da anomalia de voltagem zero, fenômeno que não ocorre para o caso não interagente. Acredita-se que o dispositivo proposto neste trabalho constitui um mecanismo experimental alternativo para detectar excitações de Majorana / Abstract: We investigate theoretically a setup composed by an Aharonov-Bohm-like interferometer with two quantum dots, where one of them is coupled to a Kitaev wire within the topological phase, which is explored in two cases: (i) the interdot Coulomb correlation is disregarded (noninteracting case) and (ii) the same is taken into account (interacting case). In the situation (i), we verify the presence of the zero-bias anomaly for the both Fano regimes of interference adopted. Furthermore, we found that an isolated Majorana state has a particular way of breaking the symmetry in transmittance profiles, which can be accessed experimentally by performing electrical conductance measurements. In the situation (ii), for interacting quantum dots in resonance, we notice that the ratio between the Coulomb repulsion strength and the wire-dot coupling changes the width of the zero-bias peak for both Fano regimes analyzed. This feature suggests that the electronic correlation modifies the Majorana state lifetime in the dot directly coupled to the wire. Moreover, for the off-resonance situation, the swap between the energy levels of the dots also changes the width of the Majorana peak, which is not observed in the noninteracting case. The results obtained here can guide experimentalists that pursuit a way of revealing Majorana signatures / Mestre

Orientador: Cláudio Kitano / Banca: Ricardo Tokio Higuti / Banca: Ronny Calixto Carbonari / Resumo: Interferômetros ópticos de saída única são muito sensíveis quando operam nas proximidades do ponto de quadratura de fase da sua curva característica de entrada e saída. Entretanto, as flutuações ambientais de baixa frequência produzem derivas aleatórias entre os caminhos ópticos do interferômetro que desviam o ponto quiescente da quadratura, levando ao fenômeno de desvanecimento de sinal. Através de processamento eletrônico de dois sinais interferométricos de saída, defasados a 90º entre si, consegue-se demodular o sinal independentemente das derivas ambientais. Esses interferômetros chamados de interferômetros de quadratura são amplamente utilizados em laboratórios de metrologia, porém, devido à grande quantidade de componentes ópticos normalmente envolvidos, são de difícil alinhamento e de elevado custo. Neste trabalho estuda-se a interferometria homódina de dois feixes em quadratura e as suas complexidades inerentes. Propõe-se uma nova arquitetura, baseada na configuração de Michelson, de alinhamento mais simples e de baixo custo. Descreve-se matematicamente o processo de obtenção dos sinais em quadratura deste arranjo. Também, se explora uma técnica capaz de obter dois sinais interferométricos em quadratura através da configuração tradicional de Michelson explorando-se a distribuição espacial do padrão de franjas. Desenvolve-se, ainda, um novo algoritmo de phase unwrapping aplicável como método de detecção de fase óptica, capaz de reconstruir a forma de onda de sinais de modulação e fornecer a diferença de fase estática entre os braços do interferômetro, quando o sinal de modulação possui valor médio nulo. Testes computacionais são realizados para corroborar na tarefa de evidenciar o potencial da técnica. Por meio do método de demodulação apresentado, em adição com o interferômetro proposto e da técnica explorada, realiza-se testes experimentais em um atuador piezoelétrico... / Abstract: Optical interferometers with single outputs are very sensitive when operating close to the phase quadrature point of their input-output characteristic curves. However, low frequency environmental fluctuations generate random drifts between the optical paths of the interferometer that deviate the quiescent point from the quadrature condition. This problem causes the phenomenon called signal fading. By electronically processing these two interferometry output signals, shifted by 90º, it is possible to demodulate the signal regardless of environmental drift. These kinds of interferometers, known as quadrature interferometers, are widely used in metrology laboratories, but, due to the large amount of optical components, they are expensive and difficult to design. In this work a low cost homodyne interferometer with two output quadrature beams based on the Michelson configuration is studied, and the procedure to achieve the quadrature signals is mathematically described. Also, a recent technique, not widely known in the literature and that is able to obtain two quadrature signals by using the standard configuration of the Michelson interferometer is explored, exploiting the spatial distribution of the fringe pattern. A new method for optical phase shift demodulation based on phase unwrapping is developed. This approach is able to recover not only the modulation signal waveform, but can also calculate the static phase shift between the interferometer arms when the modulation signal has an average value equal to zero. The method also has the ability to demodulate signals which vary arbitrarily in time. Computational test were done aiming to demonstrate the technique potential. By using this new optical phase shift demodulation method, combined with the proposed interferometer and exploiting the spatial distribution of the fringe pattern, a piezoelectric flextensional actuator is characterized. Displacement versus drive voltage and frequency ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-27Bitstream added on 2014-12-02T11:20:53Z : No. of bitstreams: 1 000795995.pdf: 2794066 bytes, checksum: f46bd6b9d4e609f70fa6e80ae87f6cae (MD5) / Interferômetros ópticos de saída única são muito sensíveis quando operam nas proximidades do ponto de quadratura de fase da sua curva característica de entrada e saída. Entretanto, as flutuações ambientais de baixa frequência produzem derivas aleatórias entre os caminhos ópticos do interferômetro que desviam o ponto quiescente da quadratura, levando ao fenômeno de desvanecimento de sinal. Através de processamento eletrônico de dois sinais interferométricos de saída, defasados a 90º entre si, consegue-se demodular o sinal independentemente das derivas ambientais. Esses interferômetros chamados de interferômetros de quadratura são amplamente utilizados em laboratórios de metrologia, porém, devido à grande quantidade de componentes ópticos normalmente envolvidos, são de difícil alinhamento e de elevado custo. Neste trabalho estuda-se a interferometria homódina de dois feixes em quadratura e as suas complexidades inerentes. Propõe-se uma nova arquitetura, baseada na configuração de Michelson, de alinhamento mais simples e de baixo custo. Descreve-se matematicamente o processo de obtenção dos sinais em quadratura deste arranjo. Também, se explora uma técnica capaz de obter dois sinais interferométricos em quadratura através da configuração tradicional de Michelson explorando-se a distribuição espacial do padrão de franjas. Desenvolve-se, ainda, um novo algoritmo de phase unwrapping aplicável como método de detecção de fase óptica, capaz de reconstruir a forma de onda de sinais de modulação e fornecer a diferença de fase estática entre os braços do interferômetro, quando o sinal de modulação possui valor médio nulo. Testes computacionais são realizados para corroborar na tarefa de evidenciar o potencial da técnica. Por meio do método de demodulação apresentado, em adição com o interferômetro proposto e da técnica explorada, realiza-se testes experimentais em um atuador piezoelétrico ... / Optical interferometers with single outputs are very sensitive when operating close to the phase quadrature point of their input-output characteristic curves. However, low frequency environmental fluctuations generate random drifts between the optical paths of the interferometer that deviate the quiescent point from the quadrature condition. This problem causes the phenomenon called signal fading. By electronically processing these two interferometry output signals, shifted by 90º, it is possible to demodulate the signal regardless of environmental drift. These kinds of interferometers, known as quadrature interferometers, are widely used in metrology laboratories, but, due to the large amount of optical components, they are expensive and difficult to design. In this work a low cost homodyne interferometer with two output quadrature beams based on the Michelson configuration is studied, and the procedure to achieve the quadrature signals is mathematically described. Also, a recent technique, not widely known in the literature and that is able to obtain two quadrature signals by using the standard configuration of the Michelson interferometer is explored, exploiting the spatial distribution of the fringe pattern. A new method for optical phase shift demodulation based on phase unwrapping is developed. This approach is able to recover not only the modulation signal waveform, but can also calculate the static phase shift between the interferometer arms when the modulation signal has an average value equal to zero. The method also has the ability to demodulate signals which vary arbitrarily in time. Computational test were done aiming to demonstrate the technique potential. By using this new optical phase shift demodulation method, combined with the proposed interferometer and exploiting the spatial distribution of the fringe pattern, a piezoelectric flextensional actuator is characterized. Displacement versus drive voltage and frequency ...

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).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-17T17:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:55:48Z : No. of bitstreams: 1 178291.pdf: 25835072 bytes, checksum: 8e408903ac5c7615cec8b179d2e55294 (MD5) / Este trabalho descreve os princípios de um sistemas de medição capaz de medir deslocamentos radiais em superfícies cilíndricas internas usando holografia eletrônica e deslocamento de fase. O comportamento deste sistema de medição em relação à perturbações típicas é analisado e um modelo simplificado do erro de medição é desenvolvido. Um novo algorítmo para deslocamento de fase e modificações na configuração convencional dos interferômetros sensíveis a deslocamentos fora do plano são propostos e seu desempenho analisado detalhadamente. Estas modificações tem como objetivo viabilizar mediçôes de deslocamentos radiais fora do laboratório ótico em condições ambientais típicas de chão de fabrica