Diseño y construcción de un sistema interferométrico láser para el estudio de superficies vibrantes con aplicación a la caracterización de los parámetros electromecánicos de un parlante dinámico

Abstract

En el siguiente trabajo se presenta el diseño y construcción de un sistema interferométrico, comúnmente llamado Velocímetro laser Doppler, con el cual estudiaremos la vibración de la superficie de una membrana, determinando su amplitud de vibración y la velocidad a la que se mueve su superficie, con esta técnica también se consigue detectar el efecto Doppler óptico de la señal recogida. La tesis presenta el estudio teórico de la interferometría Doppler y la parte experimental se divide en tres etapas secuenciales: la elaboración de la parte opto- mecánica del sistema, el acondicionamiento electrónico del fotosensor y el análisis de los datos obtenidos a partir de las señales detectadas. La etapa opto-mecánica consiste en disponer los instrumentos ópticos en la configuración del interferómetro Michelson, incluyendo la membrana que se analizara, en la cual será adherida un espejo muy pequeño (aprox. 0.7 cm x 0.7 cm x 1 mm), que casi no altere la normal vibración de la membrana. Para obtener un patrón de interferencia definido y estable, fue necesario estabilizar el sistema interferométrico para aislarlo de los ruidos y vibraciones externas. Debido al costoso valor económico los equipos ópticos, sus respectivos acoples y demás dispositivos mecánicos, estos fueron desarrollados en su mayoría por cuenta propia, en distintas dependencias de la Facultad de Ciencias, como el taller mecánico y el Laboratorio de Sputtering. En la siguiente etapa se acondiciona la señal proveniente de un fotodetector usando un circuito electrónico, con el fin de dirigirla al osciloscopio para la medición y análisis de la señal, recopilando los datos y procesándolos hasta obtener la información requerida, la cual forma parte de la última etapa del trabajo, donde se corroboran con los conceptos teóricos. Finalmente se aplica la información recogida con nuestro sistema, para caracterizar los parámetros electromecánicos de funcionamiento de un altavoz.