Medición de desplazamientos nanométricos en polímeros piezoeléctricos usando método de descomposición en modos empíricos bivariados en patrones de speckle

Abstract

In this work we present an optical method for the direct determination of the piezoelectric coefficient of polymeric thin films. This is achieved through the measurement of nanometric mechanical displacements generated in the film when it is excited by low frequency harmonic electrical signals (0.5 Hz). The system is based on the temporal speckle pattern interferometry technique and the recovery of phase by using a bivariate empirical mode decomposition framework. The experimental scheme was used on a sample of vinylidene polyfluoride deposited on a glass substrate. The sample presents similar conditions to those found in the characterization of complex fluids by photoacoustic techniques. The measured value agrees with those obtained by other methods and with the value reported by the manufacturer.Keywords: speckle; bivariate empirical mode descomposition; piezoelectric polymer.Resumen-En este trabajo se presenta un métodoóptico para la determinación directa del coeficiente piezoeléctrico de películas delgadas de material polimérico. Esto se logra a través de la medición de desplazamientos mecánicos nanométricos generados en el film cuando es excitado con señales eléctricas armónicas de baja frecuencia (0.5 Hz). El sistema está basado en la inteferometría temporal de patrones de speckle y en la recuperación de fase por descomposición en modos empíricos bivariada. El esquema experimental fue usado sobre una muestra de polifluoruro de vinilideno depositada sobre un substrato de vidrio que presenta condiciones de contorno similares a las que se encuentran en experiencias de caracterización de fluídos complejos por técnicas fotoacústicas. El valor medido concuerda con aquellos obtenidos por otros métodos y con el reportado por el fabricante. Palabras clave: speckle; descomposición de modos empíricos bivariados; polímero piezoeléctrico.