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Start date: 2020Subject: search.filters.subject.UTN

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    Fabry Perot detector for low coherence interferometry
    (2023-06) Cerrotta, Santiago; Torga, Jorge Román; Morel, Eneas Nicolás
    Se proponen dos diseños teóricos de detectores de intensidad para distintas longitudes de onda basados en cavidades Fabry Perot para ser aplicados en la técnica de interferometría de baja coherencia en el dominio de las frecuencias (FD-LCI). Un detector axial unidimensional que consta de una cavidad variable con un fotodiodo y otro detector radial con cavidad fija y con un array lineal o cámara. Se demostró su factibilidad teórica realizando simulaciones de haces gaussianos propagándose a través de cavidades con diferentes características. Se optimizaron los parámetros para que los detectores estén centrados en 850 nm, con rangos de 60 nm y resolución por debajo del nanómetro para haces de 500 µm de cintura, condiciones típicas de las fuentes y detectores usadas en FD-LCI. Además, el diseño contempla la posibilidad de usarlos simultáneamente.
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    Diseño de un excitador electro-dinámico de bajo costo
    (2021-04-03) Carrizo, Marcos; Carcache, Pablo; Raffo, Javier Leandro
    Los excitadores electrodinámicos, también conocidos como "shakers", son instrumentos fundamentales para realizar ensayos de vibraciones mecánicas. Sus numerosas aplicaciones los convierten en equipos de sumo interés en el campo de las ingenierías mecánica, aeronáutica y aeroespacial. Si bien existen equipos comerciales desde hace años, estos son de un alto valor económico. El objetivo de este trabajo es diseñar un excitador electro-dinámico de bajo costo, capaz de inducir vibraciones forzadas en estructuras para la realización de ensayos en laboratorio. A partir de las leyes fundamentales del electromagnetismo se dedujeron ecuaciones de dimensionamiento, se realizó un análisis cualitativo de dichas ecuaciones para obtener consideraciones de diseño y se las utilizó para definir los parámetros constructivos. Se seleccionaron los materiales de los componentes, se realizó el modelado tridimensional utilizando software CAD y se verificó mediante análisis por elementos finitos. Se presenta el diseño de un prototipo de excitador electrodinámico de baja potencia y bajo costo. El equipo dispone de una fuerza máxima de 85 N, desplazamiento máximo de 5 mm y puede operar en un rango de frecuencias entre 7 Hz y 2.1kHz.
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    Estudio de vibraciones en componentes estructurales con presencia de fisuras
    (AJEA, 2020-10-05) Carrizo, Marcos; Raffo, Javier Leandro; Grossi, Ricardo
    Los componentes mecánicos y estructurales, a causa de la presencia de fisuras, son susceptibles de presentar fallas en servicio; ocasionando daños catastróficos e irreversibles. Este trabajo, se centra en el estudio de un método analítico de identificación de fisura basado en medición de frecuencias naturales de vibración. Se obtuvo, mediante la aplicación del cálculo de variaciones, la solución exacta del problema de vibraciones de vigas Euler Bernoulli de sección constante y material isótropo y homogéneo. Se desarrolló un método analítico de detección de fisuras en vigas. El mismo consiste en resolver el problema inverso de obtener la posición y profundidad de la fisura, a partir de conocer los 3 primeros valores del coeficiente adimensionales de frecuencias. Se realizó un análisis de sensibilidad del método para la condición articulado-articulado, considerando una incertidumbre máxima en la medición de la frecuencia del 2%. Los resultados presentados permiten determinar la capacidad de detección del método,para esa incertidumbre, para cualquier ubicación y profundidad.
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    Inclination shift signal: thickness or index measurement in transparent media by transmission of generally astigmatic Gaussian beams
    (2021-04) Aguilar, Andres; Torga, Jorge Román
    The focus error signal is a widespread optical technique that harnesses the shape of a simply astigmatic Gaussian beam to produce an output signal with a well-defined linear range used for many different applications. However, general astigmatic Gaussian beams have not been extensively used for measuring purposes even though they have been known for decades. These beams have interesting properties which were used in this work as a mean to measure a change in the optical path and recover sample information. In this text, the formulae presented by E. Kochkina to represent generally astigmatic Gaussian beams are summarized, the principles of the proposed technique are set forth and two experimental results are presented as a validation of the proposal. A brief introduction to a different approach that enables the setup to perform simultaneous measurements of the thickness and refractive index is also given.
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    Determination of Nanoscale Mechanical Properties of Polymers via Plasmonic Nanoantennas
    (2020-06-02) Boggiano, Hilario D; Berté, Rodrigo; Scarpettini, Alberto F; Cortés, Emiliano; Maier, Stefan A.; Bragas, Andrea V.
    Nanotechnology and the consequent emergence of miniaturized devices are driving the need to improve our understanding of the mechanical properties of a myriad of materials. Here we focus on amorphous polymeric materials and introduce a new way to determine the nanoscale mechanical response of polymeric thin films in the GHz range, using ultrafast optical means. Coupling of the films to plasmonic nanoantennas excited at their vibrational eigenfrequencies allows the extraction of the values of the mechanical moduli as well as the estimation of the glass transition temperature via time-domain measurements, here demonstrated for PMMA films. This nanoscale method can be extended to the determination of mechanical and elastic properties of a wide range of spatially strongly confined materials.
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    Extending low-coherence interferometry dynamic range using heterodyne detection
    (2020-08) Cusato, Leslie; Cerrotta, Santiago; Torga, Jorge Román; Morel, Eneas Nicolás
    Low-coherence interferometry (LCI) technique is generating considerable interest in industrial applications where there is a need for larger measurements with high resolution. Conventional Fourier domain systems reach a limiting depth of around 3 mm, mainly due to the spectrometers used as detectors. In this work, we present an optical detection system that performs the Fourier transform of the LCI signals, based on a spatial heterodyne spectrometer. This device avoids the fall-off effect of the spectrometer, allowing to reach measurable optical depths of almost 5 cm without losing resolution. We describe the theory underlying this detection system and present experimental results which are in great accordance.