Plataforma de caracterización interferométrica
La plataforma de vibrometría láser WaveSurf de ultra alta frecuencia (1,2 GHz) puede utilizarse para realizar diversas caracterizaciones, como la caracterización de:
- Sistemas microelectromecánicos (MEMS),
- Dispositivos electroacústicos de onda superficial (SAW),
- Materiales piezoeléctricos,
- Películas finas y revestimientos funcionales utilizados en electrónica, óptica, tribología, etc.
En el marco de sus diversas actividades de investigación, el grupo de investigación TPIA (Transducción, Propagación e Imagen Acústica) del IEMN (UMR CNRS 8520)-Sitio de Valenciennes realiza caracterizaciones eléctricas, acústicas y ópticas de microsistemas resonantes con transductores integrados.
El objetivo es estudiar componentes y sensores que se utilizarán a medio y largo plazo en la instrumentación y caracterización innovadora en diversos campos como el transporte, la biotecnología, pero también para aplicaciones industriales o de consumo.
Estos componentes y sensores aprovechan los movimientos micrométricos de alta frecuencia. Esto requiere, por tanto, medios de caracterización muy sensibles a vibraciones muy pequeñas (en el rango nanométrico) y en rangos de frecuencia cada vez más amplios.
Hoy, el centro IEMN - Valenciennes ha puesto en marcha una plataforma interferométrica WAVESURF con varios dispositivos:
El dispositivo OFV-512 de Polytec es un interferómetro de fibra que permite realizar mediciones de desplazamiento relativo, es decir, es posible detectar el desplazamiento de una pieza concreta en una estructura que, por lo demás, vibra. Este primer banco ofrece el uso en un rango de 30 kHz hasta 24 MHz.
Aparato Polytec OFV-512
Ejemplo de caracterización
El dispositivo de exploración UHF-120 de Polytec permite operar en un rango de frecuencias mucho más amplio de lo que era posible anteriormente, ya que el ancho de banda se extiende hasta 1,2 GHz.
Este sistema amplía considerablemente la investigación en el campo de la caracterización de capas y recubrimientos y aporta numerosas perspectivas de caracterización en el IEMN pero también para los socios. También es posible realizar cortes de desplazamiento y crear imágenes dinámicas correspondientes al desplazamiento global de una estructura.
El sistema permite la caracterización de capas y recubrimientos y aporta muchas perspectivas de caracterización a nivel del IEMN pero también de los socios.
Dispositivo Polytec UHF-120
En el ámbito electroacústico y microelectromecánico, las mediciones de vibrometría permiten detectar y visualizar la propagación de las ondas y los modos de resonancia. También ofrecen la posibilidad de detectar fuentes de pérdidas y respuestas no deseadas, como fugas de energía acústica, reflexiones anómalas o acoplamiento recíproco.
En el marco de los ensayos no destructivos (NDT), los estudios realizados han permitido caracterizar las capas metálicas finas y los revestimientos transparentes de sol-gel:
- Espesor de las capas: desde 100 nm hasta unos pocos micrómetros,.
- Propiedades mecánicas: módulo de Young, relación de Poisson,.
- Estimación de los gradientes de tensión residual..
Ejemplos de caracterización
