Caracterização de novas famílias de atuadores piezoelétricos flextensionias e de atuadores piezoelétricos multi-atuados através de interferometria óptica

Resumo

Em áreas recentes da ciência, o nano-posicionamento de peças através de atuadores é uma exigência da nanotecnologia. Atuadores piezoelétricos a estado sólido são alternativas adequadas para realizar o nano-posicionamento controlado eletronicamente. Atuadores piezoelétricos flextensionais são dispositivos compostos por piezocerâmicas e estruturas flexíveis de alumínio que amplificam e convertem deslocamentos extensionais em flexurais. Contudo, devido à complexidade da estrutura, esses dispositivos (normalmente) não podem ser modelados, projetados ou simulados através de métodos analíticos. A técnica óptica, em particular, a técnica interferométrica, proporciona várias vantagens, em relação às convencionais, para se validar, testar e caracterizar esse tipo de transdutor. Por ser extremamente sensível e não exigir contato físico com a amostra, ela é bastante adequada para se medir deslocamentos na nano-escala. Neste projeto, o autor propõe aplicar a interferometria óptica para caracterizar novas famílias de dispositivos, tanto de atuadores piezoelétricos flextensionais, quanto de transdutores multi-atuados (que contêm várias piezocerâmicas). Testes como linearidade, histerese, faixa dinâmica de deslocamento linear, resposta em frequência, determinação das frequências de ressonância, erro de trajetória (tracking error) e força podem ser realizados. Novas técnicas de modulação de sinais interferométricos serão investigadas, objetivando-se desenvolver métodos de detecção que sejam automáticos, homódinos, passivos, diretos, auto-consistentes, sem problemas de ambiguidade de fase, imunes ao desvanecimento e que possuam ampla faixa dinâmica para medição de deslocamentos. A capacitação de alunos de pós-graduação e de graduação na área de optoeletrônica, também constitui um importante objetivo deste projeto. (AU)