Tesis de Física

Permanent URI for this collection

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

Browse

Browsing Tesis de Física by Author "Aldama Reyna, Claver Wilder"

Now showing 1 - 8 of 8
  • No Thumbnail Available
    Item
    Amplitud fotoacústica de un piezoeléctrico irradiado con pulsos de un láser nd:yag con tiempo de retraso variable
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2015) Agreda Delgado, Jhenry Fidel; Aldama Reyna, Claver Wilder
    Se ha estudiado la dependencia entre la amplitud de la señal fotoacústica detectada por un sensor piezoeléctrico y la energía por pulso o el tiempo de retraso de la conmutación del factor de calidad Q de la cavidad resonante del láser Nd:YAG. Las muestras estudiadas fueron un sensor piezoeléctrico con carcasa de acero y una placa de cobre, las cuales fueron irradiadas por un láser pulsado Nd:YAG Brilliant de la marca Quantel, operando a la longitud de onda de 532 nm y frecuencia de repetición de 1 Hz. La señal fotoacústica fue detectada por un sensor piezoeléctrico de 254 KHz que se encontraba en contacto directo con las muestras en estudio y registrada en un osciloscopio digital marca Tektronix, DPO 3054, ancho de banda 500 MHz, 2.5 GS/s Mediante el análisis de correlación de las señales fotoacústicas se logró cuantificar la energía por pulso mínima necesaria para el proceso de ablación láser de la placa de cobre adherida al sensor piezoeléctrico, de esta forma se podrá trabajar con energías por pulso menores a la del umbral de ablación sin dañar la muestra. Se comprobó que en el régimen termoelástico existe una dependencia lineal entre la amplitud de la señal fotoacústica (Vpp) y la energía por pulso del láser Nd:YAG incidente sobre una placa de cobre adherida al sensor piezoeléctrico, obteniéndose señales fotoacústicas del orden de 600 mV para energías por pulso del orden de 16 mJ; lo cual tiene la ventaja de no requerir de un amplificador y es fácilmente detectable por un osciloscopio. Finalmente este estudio demuestra la posibilidad de a futuro desarrollar un prototipo de medidor de energía y potencia láser basado en sensores piezoeléctricos (PZT); además de utilizar este tipo de técnica para el monitoreo del proceso en la limpieza láser de superficies metálicas de gran valor, como por ejemplo muestras arqueológicas.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Efecto de la energía del pulso láser de la fuente de bombeo óptico sobre la energía del pulso láser emergente de la rodamina b y 6g
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2016-12) Paredes Quispe, Fredy Abel; Aldama Reyna, Claver Wilder
    Se informa de la obtención de un láser de colorantes (rodamina B y rodamina 6G) el_x000D_ cual consta de una fuente de bombeo óptico compuesto por un láser pulsado de_x000D_ Nd:YAG con su segundo armónico correspondiente a una longitud de onda de 532nm_x000D_ cuya radiación se concentraba mediante una lente cilíndrica sobre una cubeta de_x000D_ cuarzo que contenía el colorante en el arreglo experimental denominado de bombeo_x000D_ transversal, lográndose obtener emisión laser de los colorantes. Mediante este arreglo_x000D_ se estudió el efecto de la energía del pulso láser de la fuente de bombeo óptico sobre_x000D_ la energía del pulso láser emergente de la rodamina B y 6G. La medida de la energía_x000D_ de los pulsos láser se realizó con un medidor con sensor piro eléctrico, encontrándose_x000D_ una dependencia lineal entre la energía del pulso láser emergente y la energía del_x000D_ pulso láser de la fuente de bombeo óptico para rangos de energía de hasta 8 mJ/pulso._x000D_ Además con un mini espectrómetro se logró determinar los espectros de fluorescencia_x000D_ y emisión láser de la rodamina B y6G
  • No Thumbnail Available
    Item
    Efecto de la temperatura en la fluorescencia inducida por láser de colorantes orgánicos Curcumina y Cumarina
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2023) Rodríguez Meza, Jack Harol; Aldama Reyna, Claver Wilder
    Se estudió el efecto de la temperatura en la intensidad de la fluorescencia inducida por un_x000D_ láser en dos colorantes orgánicos (curcumina y cumarina 35) disueltos en etanol, para _x000D_ diferentes concentraciones obtenidas mediante dilución. Se analizaron los espectros de _x000D_ absorción a temperatura ambiente y los espectros de fluorescencia obtenidos a diferentes _x000D_ temperaturas durante el proceso de enfriamiento o calentamiento de los colorantes disueltos _x000D_ en etanol. Se observó un desplazamiento de Stokes de los espectros de fluorescencia _x000D_ respecto a la longitud de onda de excitación láser de 411 nm mayor en la curcumina que en _x000D_ la cumarina, el cual no se ve afectado por la temperatura ni la concentración de los _x000D_ colorantes. Respecto al efecto de la temperatura en la intensidad de la fluorescencia _x000D_ observamos que conforme aumenta la temperatura en ambos colorantes disueltos en etanol _x000D_ la intensidad de los espectros de fluorescencia disminuye, independientemente de la _x000D_ concentración, debido a la eficiencia cuántica de la fluorescencia, fenómenos de _x000D_ desactivación no radiativa como la conversión externa, la supresión dinámica o la _x000D_ autoabsorción y efectos de la viscosidad del etanol. Respecto al efecto de la concentración _x000D_ en la fluorescencia para cada una de las temperaturas analizadas se observó que en la _x000D_ curcumina la fluorescencia aumenta de manera lineal a bajas concentraciones (menores a _x000D_ 1.5 mg/L) y para concentraciones mayores la fluorescencia aumenta pero con desviaciones _x000D_ negativas respecto a la linealidad esperada tendiendo a atenuarse, debido a la _x000D_ autoamortiguación y autoabsorción y en la cumarina la fluorescencia aumenta de manera no lineal conforme aumenta la concentración (≤ 5.9 mg/L), luego para concentraciones _x000D_ mayores a 5.9 mg/L la fluorescencia disminuye hasta atenuarse por completo a 100 mg/L, _x000D_ debido a procesos no radiativos como la conversión externa o la supresión dinámica y _x000D_ autoabsorción
  • No Thumbnail Available
    Item
    Identificación de líneas espectrales atómicas características de oro, plata y cobre mediante la técnica LIBS
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2022) Camacho Chávez, Robin Noé; Aldama Reyna, Claver Wilder
    El presente trabajo nació ante la necesidad de contar con técnicas experimentales_x000D_ para el análisis multielemental de objetos arqueológicos de la región norte del Perú, lo_x000D_ cual es de gran ayuda para la caracterización de tales objetos que forman parte del_x000D_ patrimonio cultural de la nación, siendo la espectroscopia de plasmas inducida por_x000D_ láser (LIBS) una buena alternativa para satisfacer esta necesidad. El presente trabajo_x000D_ tuvo como objetivo principal armar un sistema para espectroscopia de plasmas_x000D_ inducidos por láser en base a un minispectrómetro, un láser Nd:YAG IR de 1064nm y_x000D_ accesorios, funcionamiento que fue probado con muestras metálicas de oro, plata y_x000D_ cobre de alta pureza. Dicho sistema fue capaz de direccionar la radiación láser sobre_x000D_ la superficie de las muestras, produciéndose la ablación del material irradiado con la_x000D_ correspondiente generación del plasma. Los fotones emitidos por el plasma a su vez_x000D_ fueron direccionados mediante un sistema óptico hacia el mini espectrometro para su_x000D_ registro y posterior análisis. Finalmente se estableció un protocolo de análisis_x000D_ cualitativo en base a algoritmos construidos en Python para substraer y normalizar_x000D_ los espectros. Los resultados obtenidos fueron alentadores lográndose obtener las_x000D_ principales líneas espectrales características para la plata, oro y cobre, tales como:_x000D_ 267nm, 328nm, 338nm para la plata, 389nm, 406nm, 479nm, 523nm, 587nm para el_x000D_ oro y 466nm, 510nm, 515nm, 521nm, 530nm, 577nm para el cobre
  • No Thumbnail Available
    Item
    Identificación de líneas espectrales atómicas de algunos objetos arqueológicos de metal de la cultura Virú, costa norte de Perú, mediante espectroscopia de plasmas inducidos por láser
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2024) Villegas Bueno, Will Bossuet; Aldama Reyna, Claver Wilder
    Este trabajo se realizó en el Laboratorio de Óptica y Láseres del Departamento Académico de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad Nacional de Trujillo y se desarrolló en el marco del proyecto de investigación PIC N ° 05-2021 Mod. 01 V Convocatoria de Proyectos con financiamiento del Canon Minero de la Dirección de Investigación y Ética de la UNT. El objetivo principal fue usar la técnica de análisis de Espectroscopia de Plasmas Inducidos por Láser (LIBS) para hacer análisis elemental de objetos arqueológicos de metal. Se logró analizar 9 diferentes objetos arqueológicos de metal procedentes de dos sitios arqueológicos de Huanchaco, en la costa norte de Perú, determinándose que todos contenían cobre y algunos también oro y plata; estos resultados coincidían con los obtenidos mediante análisis por fluorescencia de Rayos X, concluyéndose que la técnica LIBS es apropiada para el análisis elemental de objetos arqueológicos metálicos de manera rápida y cualitativa sin preparación de la muestra
  • No Thumbnail Available
    Item
    Identificación de líneas espectrales de emisión atómica de algunos objetos metálicos arqueológicos encontrados en la Iglesia Colonial de Huanchaco, Trujillo, Peru mediante LIBS
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2024) Tocas Velásquez, David; Aldama Reyna, Claver Wilder
    El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo armar un sistema experimental para espectroscopía de plasmas inducidos por láser (LIBS) que sea aplicado al análisis de muestras arqueológicas. El sistema LIBS estuvo conformado principalmente por un mini espectrómetro Ocean Insight HR4000 CG-UV-NIR, un láser de Nd: YAG de 1064 nm de longitud de onda y una fibra óptica. Los objetos de estudio fueron tres muestras arqueológicas metálicas encontradas en la iglesia Colonial de Huanchaco, Trujillo-Perú, pertenecientes a la cultura Virú. Se usó una fluencia laser aproximada de 3,5J/cm2 obtenida para una energía del pulso láser de (10,0 ± 0,5)mJ, obteniéndose los espectros LIBS en un medio ambiente de aire, que fueron analizados mediante el software AndesLIBS determinándose que contenían principalmente cobre (Cu I), identificándose las líneas espectrales correspondientes a las longitudes de onda: 324.75 nm, 327.4 nm, 458.7nm, 510.55 nm, 515.32 nm, 521.82 nm, 529.25 nm, y 578.21 nm. Se demostró que este sistema LIBS es útil para la determinación de la composición elemental de muestras arqueológicas metálicas.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Investigación del umbral de ablación láser del cobre usando un micrófono
    (Universidad Nacional de Trujillo, 2023) Hernández Ríos, Carlos Alberto; Aldama Reyna, Claver Wilder
    En este trabajo se determinó la fluencia correspondiente al umbral de ablación láser del cobre para la longitud de onda de irradiación láser de 532 nm. Se empleó la técnica fotoacústica pulsada para registrar las señales acústicas y fotoacústicas producidas debido a la interacción de la muestra metálica con los pulsos láser. Las señales fotoacústicas se analizaron mediante correlación estándar y los cambios en su amplitud conforme aumentó la fluencia láser; y en el caso de las señales acústicas se analizaron los cambios en su amplitud conforme aumento la fluencia láser. Los análisis de las señales acústicas y fotoacústicas reportan por separado el mismo valor experimental para la fluencia correspondiente al umbral de ablación del cobre _x000D_ que fue de (0.864 ± 0.030) J/cm2. Por lo tanto, los resultados indican que las señales acústicas y fotoacústicas son muy sensibles a cambios físicos que experimenta una muestra sólida debido a la interacción con pulsos láser, pudiendo diferenciarse claramente el cambio del régimen termoelástico al de ablación y por consiguiente el umbral de ablación. Además, se ha demostrado que para la técnica fotoacústica pulsada, en el caso donde no sea posible obtener un buen acoplamiento acústico entre el sensor piezoeléctrico y la muestra solida (señales fotoacústicas), utilizando un simple micrófono tipo electreto como sensor (señales acústicas) es posible determinar el umbral de ablación de la muestra solida
  • No Thumbnail Available
    Item
    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