Tesis de Física

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https://hdl.handle.net/20.500.14414/876

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Browsing Tesis de Física by Author "Aldama Guardia, Jennifer Diana"

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    Investigación del uso de sensores piezoeléctricos como detectores de energía de radiación láser pulsada
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2014-07) Aldama Guardia, Jennifer Diana; Aldama Reyna, Claver Wilder
    Uno de los parámetros relevantes de los láseres pulsados es la energía del pulso láser. Para su medida generalmente se usan sensores térmicos, de fotodiodo y piroeléctricos, cada uno de ellos con sus correspondientes ventajas y desventajas. Un tipo de sensor de bajo costo y poco estudiado como detector de energía es el cerámico piezoeléctrico PZT (zirconato titanato de plomo). El objetivo del presente trabajo fue investigar la respuesta fotoacústica de un sensor PZT irradiado con disparos láser de distinta energía y longitud de onda para evaluar su posible uso como sensor de energía de radiación láser pulsada, la cual según la teoría de Tam (1986) era de esperarse una respuesta lineal entre la amplitud de la señal fotoacustica generada y la energía del pulso láser incidente sobre el sensor en el régimen termoelástico. Para este fin, se seleccionó un sensor PZT de forma cilíndrica de 8 mm de diámetro, 3mm de espesor y una frecuencia de resonancia de 220 kHz, el cual fue ensamblado según el diseño de Patel y Tam (1981), conectado directamente a un osciloscopio Tektronix DPO 3054 de 500 MHz y con una interfase a una computadora portátil. Como fuente de radiación láser se usó un láser Nd: YAG Brilliant de la firma Quantel con tres armónicos (1064 nm, 532 nm y 355 nm) cuya energía fue controlada mediante el delay del láser; así mismo para la medida de la energía de los pulsos láser se usó un medidor marca Newport modelo 1936-R con sensor piroeléctrico. Experimentalmente se comprobó las predicciones dadas por la teoría fotoacústica de Tam (1986) hallándose una dependencia lineal entre la amplitud fotoacústica de la señal del sensor piezoeléctrico y la energía de los pulsos láser. El rango de valores de energías estuvo comprendido entre 0.03 mJ para pulsos de 532 nm y 29 mJ para pulsos de 1064 nm (rango IR). La sensibilidad de las respuestas fotoacústicas del sensor PZT para el caso de radiación láser pulsada de 1064 nm estuvo comprendida entre (6.52±0.06) mV/mJ para el voltaje rms en el sensor con placa de aluminio y (426.7±11.2) mV/mJ para el voltaje pico pico generado por el sensor con la placa de aluminio pintada de negro. También se encontraron los factores de calibración del sensor para cada longitud de onda siendo las siguientes: (0.0033±0.0001) mJ/mV para 1064 nm, (0.0076±0.0001) mJ/mV para 532 nm y (0.006±0.001) mJ/mV para 355 nm. En conclusión queda demostrado que el tipo de sensor PZT es muy sensible a los cambios de energía de láseres pulsados y su respuesta es directamente proporcional a la energía incidente y representa una alternativa viable para ser usado como detector de energía de pulsos láser