Questo lavoro di tesi ha come scopo la progettazione e la realizzazione di un sistema di nanoposizionamento a controllo elettronico basato su motori piezoelettrici.

Sommario

Questo lavoro di tesi ha come scopo la progettazione e la realizzazione di un sistema di nanoposizionamento a controllo elettronico basato su motori piezoelettrici.

Nel Capitolo 1 viene presentato l’effetto piezoelettrico, dalla sua scoperta agli studi effettuati al giorno d’oggi; la trattazione ` e integrata da una breve descrizione in termini matematici. Sono analizzati i criteri per la progettazione di un intero sistema di posizionamento che basa la sua essenza sulla retroazione ed ` e presentata l’interferometria.

Nel Capitolo 2 sono analizzati i motori piezoelettrici a partire dallo stato dell’arte, proseguendo con un’accurata descrizione delle caratteristiche salienti; viene fatto, nella parte finale, un breve accenno alle avanguardie che prevedono l’utilizzo di accorgimenti quali i leveraggi ed gli stacks. Si entra poi nel cuore del lavoro di tesi con l’analisi dettagliata dell’elemento fondamentale su cui si basa il progetto:

il piezomotore Piezo LEGS

dell’azienda svedese P iezoM otor ; di quest’ultimo

vengono descritti prevalentemente il principio di pilotaggio e la struttura dell’intero motor housing.

Il Capitolo 3 si apre con un’importante sezione interamente dedicata allo studio delle varie strategie di pilotaggio e viene data particolare rilevanza a quella adottata.

Si prosegue con la descrizione del sistema realizzato in laboratorio che consta di tre parti fondamentali: la parte software, la parte elettronica e la parte ottica. La

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Sommario prima comprende la generazione delle forme d’onda che pilotano il piezomotore e l’interfaccia che mette in comunicazione il personal computer con il driver del motore. La seconda comprende essenzialmente l’elettronica necessaria al pilotaggio del motore e la parte di condizionamento del segnale che permette di interfacciare l’interferometro al personal computer. La parte ottica, infine, comprende un’accurata descrizione dell’interferometro realizzato con particolare attenzione alla meccanica di supporto.

Nel Capitolo 4 vengono raccolti tutti i risultati delle misure effettuate sul sistema implementato, allo scopo di esaltarne i pregi ma anche evidenziarne gli inevitabili limiti.

Nella sezione dedicata alle conclusioni sono riassunti tutti i risultati emersi durante questo lavoro di tesi; ci si interroga su eventuali anomalie emerse e si cerca di proporre soluzioni; si consigliano infine ulteriori test da effettuare e si propongono applicazioni future.

Nelle appendici infine si fornisce una breve descrizione sui domini di Weiss e sull’ossido di alluminio. Grande rilevanza invece ` e data ai codici sorgenti che sono riportati integralmente ed alla descrizione matematica dell’effetto piezoelettrico che

` e trattata in forma estesa con accenni al modello di Auld. Sono infine riportati interamente tutti i dati acquisiti e le prime pagine dei datasheet dei componenti impiegati.

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