Propuesta de diseño de un sistema de estabilización de franjas interferométricas

PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE ESTABILIZACIÓN DE FRANJAS INTERFEROMÉTRICAS

Espitia-Gómez J.*, Angel-Toro L., Velásquez Prieto D.
Grupo de Óptica Aplicada, Universidad de EAFIT, Apartado Aéreo 3300, Medellín, Colombia



Resumen
En la actualidad se han implementado diversos sistemas activos de estabilización de franjas interferométricas con especificaciones (alcances ylimitaciones) ajustadas a cada necesidad. De acuerdo con eso, el grupo de investigación de Óptica Aplicada de la universidad EAFIT ha visto la necesidad de implementar su propio sistema activo de estabilización de franjas para satisfacer sus requerimientos específicos. Se presenta a continuación un análisis bibliográfico en el que se hace un estudio detallado de los principales sistemas activos deestabilización reportados en eventos y revistas académicas, y un análisis comparativo del desempeño de los distintos arreglos interferométricos y sistemas de control (software y hardware) empleados en estos desarrollos. Asimismo se proponen algunas alternativas de diseño para el sistema de estabilización que se pretende implementar en la Universidad, ajustándose a las necesidades del Grupo.Palabras claves: franjas interferométricas, estabilización activa, interferómetros, Mach-Zehnder, CCD, control.




1. Introducción
Un estudio de los sistemas activos de estabilización de franjas interferométricas implementados en la actualidad, permite tener una visión general de los distintos métodos usados por los diseñadores, de acuerdo a los requerimientos de cada aplicacióny necesidad en particular. En el grupo de Óptica Aplicada de la Universidad EAFIT, existe la necesidad de implementar un sistema de estabilización de franjas que se adapte a los requerimientos y necesidades particulares del Grupo, lo cual presupone no sólo conocer los avances previos en el área, sino además, plantear una metodología adecuada y una acertada elección de los recursos que seadquirirían.
Algunos aspectos clave para la configuración del sistema de estabilización son los siguientes. En primer lugar, el tipo de interferómetro que convendría usar, específicamente, se hace necesario decidir entre usar un interferómetro del tipo Michelson por sus ventajas en comparación un uno Mach-Zender, o si conviene elegir otro tipo de arreglo interferométrico. En segundo lugar, se debe elegiradecuadamente el tipo de actuador-controlador que conviene implementar y la configuración de éste dentro del interferómetro. Por último se podría mencionar que es imprescindible escoger el tipo de técnica a utilizar para tomar la señal de realimentación del sistema, existen distintas opciones, a saber, una cámara CCD convencional o lineal o un par de fotodiodos.
En la sección siguiente sepresenta una síntesis del análisis bibliográfico en relación con los componentes y principios asociados con la estabilización activa de franjas y sistemas disponibles, en la sección 3 se proponen algunas variantes de diseño para un sistema que cumpla con las características requeridas por el grupo de investigación. En la parte final se resaltan los aspectos más relevantes de los desarrollos reportados enla literatura y se extraen algunas conclusiones.

2. Estado del arte
Los sistemas de estabilización de las franjas de interferencia se pueden clasificar en dos grupos: Activos y pasivos. Entre los pasivos se cuentan diversas estructuras de soporte y mesas empleadas para colocar y sujetar las componentes y dispositivos ópticos, las cuales deben ser extremadamente estables y aislados devibraciones externas [1,2]. Concretamente, se utilizan mesas estables para experimentación óptica, metrología y otras aplicaciones que requieren gran estabilidad. En general, estas mesas, llamadas mesas holográficas o mesas ópticas, son bastante masivas (de más de 100 kg), lo que les permite absorber eficientemente las vibraciones que se trasmiten por el suelo y los soportes de la mesa. Algunas de...