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Visualización de campos acústicos en sólidos mediante Holografía Digital
Luis Mancio
Arturo Olivares-Pérez
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Digital Holography
Vibrational Analysis
Holographic Interferometry
Digital Averaged Holography
La reconstrucción de imágenes tridimensionales mediante Holografía es uno de los grandes conceptos del siglo XX. En el contexto del análisis vibracional, la holografía se utiliza para estudiar las vibraciones y deformaciones en objetos. Esta técnica suele emplear configuraciones como Holografía Interferométrica (HI) o Time Average Digital Holography (TADH). En el trabajo presentado se trabajó TADH. En esta técnica se generan interferogramas que se registran con una c ́amara digital y mediante un proceso de reconstrucción numérica, los patrones de interferencia se convierten en imágenes tridimensionales que representan las vibraciones y deformaciones sobre algún objeto. La primer parte de esta tesis utiliza un interferómetro de Mach-Zehnder, donde se estudia la respuesta de una membrana de acetato ante perturbaciones acústicas. En el sistema, se crea un interferograma el cual es muy sensible al movimiento produciendo un desfase en la intensidad resultante. Esta intensidad varía y es registrada por un detector de silicio. Se estudió la respuesta en frecuencia del sistema óptico ante vibraciones en un rango de 0, 20kHz, se demostró que es posible detectar infrasonidos, voces humanas y música. También fue posible explorar propiedades mecánicas en s ́olidos, como por ejemplo medir la constante de amortiguamiento de una varilla sujeta en un extremo. En la segunda parte del trabajo presentado se trabajó con la técnica TADH para visualizar efectos vibracionales de alta frecuencia sobre piezas de plata con diferentes geometrías (elíptica, triangular y romboidal). Con esta técnica fue posible visualizar la distribución del campo acústico en los objetos a diferentes frecuencias. Identificar las zonas estacionarias y estimar la amplitud de las vibraciones.
The reconstruction of three-dimensional images by means of holography is one of the great concepts of the 20th century. In the context of vibrational analysis, holography is used to study vibrations and deformations in objects. This technique usually employs configurations such as Interferometric Holography (HI) or Time Average Digital Holography (TADH). In the work presented, TADH was used. In this technique, interferograms are generated and recorded with a digital camera and through a numerical reconstruction process, the interference patterns are converted into three-dimensional images that represent the vibrations and deformations on an object. The first part of this thesis uses a Mach-Zehnder interferometer, where the response of an acetate membrane to acoustic disturbances is studied. In the system, an interferogram is created which is very sensitive to motion producing a phase shift in the resulting intensity. This intensity varies and is recorded by a silicon detector. The frequency response of the optical system to vibrations in the 0,20kHz range was studied and it was shown that it is possible to detect infrasound, human voices and music. It was also possible to explore mechanical properties in solids, such as measuring the damping constant of a rod held at one end. In the second part of the work presented, the TADH technique was used to visualize high frequency vibrational effects on silver pieces with different geometries (elliptical, triangular and rhomboidal). With this technique it was possible to visualize the distribution of the acoustic field in the objects at different frequencies. To identify the stationary zones and to estimate the amplitude of the vibrations.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2023-08
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Mancio Castro L. C., (2023), Visualización de campos acústicos en sólidos mediante Holografía Digital, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
ÓPTICA
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