Ανάπτυξη τροποποιημένων τεχνικών ολογραφικής συμβολομετρίας ESPI για την μελέτη κανονικών τρόπων ταλάντωσης επιφανειών.

Abstract

Τεχνικές ολογραφικής συμβολομετρίας έχουν επιτυχημένα χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη δονούμενων αντικειμένων και των κανονικών τρόπων ταλάντωσης αυτών. Στο Εργαστήριο Ακουστικής & Οπτικής Τεχνολογίας έχει αναπτυχθεί χρονικά ολοκληρωμένη τεχνική ηλεκτρονικής συμβολομετρίας ψηφίδων (Electronic Speckle Pattern Interferometry – ESPI), η οποία στο παρελθόν έχει εφαρμοσθεί με επιτυχία στη μελέτη δονητικών χαρακτηριστικών μουσικών οργάνων. Η τεχνική αυτή ως έχει δεν επιτρέπει τον καθορισμό της φάσης της δόνησης, καθώς είναι χρονικά ολοκληρωμένη και η πληροφορία της φάσης χάνεται. Επιπλέον, λόγω της διαμόρφωσης του συμβολογράμματος με τη συνάρτηση Bessel, δεν μπορούν να μετρηθούν πολύ μεγάλες μετατοπίσεις, αφού σε τέτοια περίπτωση η χωρική πυκνότητα των κροσσών θα είναι τόσο μεγάλη ώστε να καθίστανται πλέον μη ορατοί. Στην παρούσα εργασία σχεδιάστηκαν και υλοποιήθηκαν τροποποιήσεις με στόχο την αντιμετώπιση των προαναφερθέντων περιορισμών. Για τον επιπλέον καθορισμό της φάσης συνδυάστηκε η παραπάνω τεχνική ESPI με την τεχνική διαμόρφωσης φάσης, η οποία στην προκειμένη περίπτωση συνίσταται στη χρήση πιεζοηλεκτρικού στοιχείου για την ελεγχόμενη μετατόπιση της δέσμης αναφοράς. Για την αύξηση του αριθμού των ανιχνεύσιμων κροσσών, δηλαδή την βελτίωση στον καθορισμό της κατανομής του πλάτους ταλάντωσης, συνδυάστηκε η παραπάνω τεχνική ESPI με την τεχνική της στροβοσκοπίας, χρησιμοποιώντας κατάλληλο διαμορφωτή δέσμης (optical chopper). Τέλος, έγινε επιτυχημένη επίδειξη των δυνατοτήτων των αναπτυχθέντων τεχνικών με την εφαρμογή τους στη μελέτη κανονικών τρόπων ταλάντωσης επιλεγμένων μουσικών οργάνων.