Actualitat

Nou sensor interferomètric compacte per a aplicacions de metrologia sense contacte d'alta resolució

En el CD6 es desenvolupa des de fa més de quinze anys instrumentació relacionada amb diferents tècniques de metrologia òptica. En projectes anteriors, s'han desenvolupat diferents aplicacions relacionades amb la combinació de tècniques de metrologia òptica amb tècniques d'òptica adaptativa. Una de les aplicacions més prometedores s'ha desenvolupat a partir de la combinació d'òptica adaptativa amb sistemes de interferometria d'autorrealimentació (self-mixing interferometry, SMI).  La tècnica permet la mesura de distàncies, velocitats i desplaçaments amb resolucions d'algunes desenes de nanòmetres, amb muntatges extremadament compactes, robusts i de baix cost. Això ha permès el seu ús en aplicacions de metrologia sense contacte amb resolució nanomètrica en entorns hostils, o en espais molt reduïts.

La nova proposta, basada en un nou concepte de sensor SMI, millora les prestacions de resolució d'un sensor SMI clàssic i permet la seva extensió a un gran nombre de noves aplicacions, o la millora de prestacions en les ja existents. En l'actualitat s'ha dipositat una patent internacional per protegir la propietat intel · lectual del concepte, i la validesa de la proposta ha quedat demostrada mitjançant simulacions i una prova preliminar amb materials disponibles al laboratori. Les simulacions mostren la capacitat del sensor per detectar polsos d'amplituds de l'ordre de 0.1nm en les condicions experimentals adequades.

En el present projecte es planteja, en una primera fase, el desenvolupament, posada en marxa i optimització d'un prototip d'aquest nou sensor de resolució millorada, fet que requerirà la superació d'un bon nombre d'obstacles tecnològics. Seran necessàries millores tant en el muntatge com en els algoritmes de processament del senyal per superar les dificultats esperables a priori.  En la segona fase del projecte, s'aplicarà el sensor a desenvolupar solucions en tres camps dels quals es  disposa d'experiència en el CD6, com són la intrumentació biomèdica, el testeig no destructiu de materials, i la metrologia sense contacte. Un problema molt rellevant que s'abordarà amb el nou sensor és la mesura sense contacte de la forma del pols arterial i del flux sanguini, el que pot obrir la porta a un gran nombre d'aplicacions en l'àmbit de la salut. Una segona aplicació directa del sensor és el seu ús com a detector compacte en sistemes d'ultrasons làser, on un làser indueix ones ultrasòniques en un material que es detecten mitjançant sistemes interferomètrics d'alta  resolució. Finalment, s'analitzarà la viabilitat de la seva implementació com a palanca òptica compacta de molt alta resolució per a la seva aplicació en la caracterització del moviment de cantilevers per microscopis de força  atòmica (AFM).