| Resúmenes de los trabajos presentados en la 84 Reunión Nacional de Física realizada en San Miguel de Tucumán, Provincia de Tucumán, del 13 al 16 de septiembre de 1999. |
| Indice
01. MEDICION DE
DEFORMACIONES COPLANARES TRANSITORIAS DE ALTA VELOCIDAD MEDIANTE INTERFEROMETRIA
DE SPECKLE DIGITAL DE DOBLE PULSO P. D. Ruiz (1), G. H. Kaufmann
(1)(2) y G. E. Galizzi (1)
|
a menú principal
Se describe un sistema de interferometría de
speckle digital basado en un láser pulsado de
rubí funcionando en el modo de doble pulso.El sistema
se emplea para medir las deformaciones
coplanares transitorias creadas por una carga impulsiva
sobre una barra metálica. El láser
emite dos pulsos de aproximadamente 40 ns de duración
con una separación temporal de 100
?s. Con el fin de obtener franjas de correlación
sustractivas, caracterizadas por su elevada
visibilidad, se sincroniza la emisión de los pulsos
del láser con el período de lectura del sensor
CCD de la cámara, de modo tal que los interferogramas
se registren en campos diferentes de la señal
de video. Además, con el objeto de aumentar la correlación
del speckle, la
cámara se controla externamente para que la
lectura del sensor CCD se haga en el modo no
entrelazado. Se describe el esquema de sincronización
empleado para iniciar la deformación transitoria, emitir
los pulsos del láser con un retardo conocido respecto
del
instante del impacto, y capturar las imágenes en
campos de video consecutivos. Finalmente, a
partir de las franjas de correlación obtenidas
para diferentes tiempos posteriores al impacto,
se determina el campo de desplazamientos del
eje neutro de la barra.
La evolución temporal de las deformaciones
transitorias inducidas por una carga periódica
sobre una placa metálica rectangular, se registra
a través de un sistema de interferometría de
desplazamiento de speckle digital con una fuente
de luz estroboscópica. El sistema empleado
consta de un láser pulsado de Nd:YAG, un
interferómetro de desplazamiento de speckle y
una cámara de video de estado sólido de
alta velocidad. Este sistema permite hacer ajustes del
tiempo de muestreo efectivo (~30 ms) en tiempo
real y guardar en disco, en pocos segundos,
centenas de interferogramas para su posterior
análisis numérico. Además, su baja sensibilidad
frente a perturbaciones ambientales tales como
corrientes convectivas y vibraciones espúreas,
permite visualizar durante varios minutos la
evolución temporal del evento transitorio sin que
se registre una decorrelación severa del speckle.
Se describe el esquema de sincronismo de los
pulsos del láser, la adquisición de los
interferogramas y la aplicación de la carga
dinámica sobre la placa. Se muestran las franjas
de correlación obtenidas para distintos tiempos
después de la aplicación de la carga, que
permiten visualizar la evolución temporal de las
deformaciones.
Debido a los rápidos avances en la generación
de pulsos láser de femtosegundos, el estudio de
su comportamiento espaciotemporal, tanto en la
propagación en el espacio libre como en
sistemas ópticos, ha pasado a ser un tema de
interés. En el espacio libre, aparecen
acoplamientos de las estructuras espaciales y
temporales de este tipo de pulsos, tales como
retrasos, ensanchamientos y variación de la
frecuencia hacia la periferia del pulso, que
dependen de cada situación inicial (ej.:
factorización inicial de las estructuras) Recientemente
se ha trabajado con modelos de haces gaussianos pulsados
que resultan de la
superposición coherente de los modos axiales en
un resonador confocal. Para salvar malos
comportamientos de este tipo de familias de
soluciones de la ecuación de ondas se emplean
métodos basados en el uso de la representación
de la señal analítica compleja para luz
policromática.
En el presente trabajo se aborda el estudio de
los acoplamientos espaciotemporales de un
pulso, en la representación mencionada en el
párrafo anterior, considerado la condición de
envolvente suavemente variable, que provee la
derivada temporal de la formulación integral del
principio de Huygens-Fresnel, vía el cálculo
y análisis de los diagramas de intensidad en
espacio-tiempo.
(42.55.Ah General laser theory)
En este trabajo se presenta un estudio de las
eficiencias de los órdenes difractados y de los
campos electromagnéticos dentro de los surcos,
para una red periódica formada por estructuras
lamelares iluminada por una onda plana. La red
es una interfase periódica que separa aire de un
conductor perfecto. En cada período se presentan
dos zonas: una formada por un
número de surcos de perfil rectangular
equiespaciados, y la otra, plana. Utilizando la
teoría modal se calcula la eficiencia de los
órdenes difractados y la distribución del campo
electromagnético dentro de las cavidades, para
la polarización p (campo magnético paralelo a
los surcos). Se observan efectos resonantes en
algunas configuraciones (variando los
parámetros de la red y la longitud de onda
incidente), que se ponen de manifiesto en curvas
de eficiencia de los órdenes difractados en
función de la longitud de onda de la onda
incidente y en la intensificación del campo
electromagnético dentro de las cavidades.
Trabajos anteriores acerca de estructuras con un
número finito de cavidades de perfil rectangular
muestran que cuando un modo característico de
la estructura es excitado, la intensidad del
campo dispersado en la dirección especular
presenta un máximo agudo que se angosta a
medida que aumenta el número de cavidades.
Aunque el método de la descomposición
espectral permite calcular rigurosamente las
deformaciones de los haces difractados durante
el proceso de scattering en superficies, la
requerida integración numérica de las respuestas
de ondas planas no provee una interpretación
clara de los efectos no especulares. En este
trabajo se presenta un enfoque alternativo
llamado aproximación sin aberraciones. La idea
central de la aproximación consiste en suponer
que el haz secundario tiene el mismo perfil
espacial que el haz incidente, describiendo las
desviaciones respecto de lo especular a través
de un conjunto de parámetros que se puede
calcular de manera sencilla, evitando de esta
manera el largo camino de la integración
numérica directa. Este tipo de aproximación
permite un análisis detallado de los efectos no
especulares espaciales como funciones de los
coeficientes de Fresnel, de los vectores de
polarización, y de las características del
haz incidente. La teoría es aplicada a una red
de
perfil senoidal entre un cristal uniaxial y un metal.
El actuador piezoeléctrico de un Microscopio de
Efecto Túnel (STM) constituye una de sus
componentes principales, y la caracterización de
sus condiciones de estabilidad, sensibilidad y
respuesta en frecuencia es necesaria cuando se
quiere diseñar un STM para aplicaciones
específicas. Durante la operación de este
microscopio, el piezoeléctrico debe moverse
desde distancias subnanométricas hasta
micrométricas, en la dirección perpendicular al
barrido, para ajustar el valor de corriente túnel
predeterminada y poder seguir los perfiles de las superficies
a sensar. Diversos factores como la respuesta en frecuencia
del piezoeléctrico y del
lazo de realimentación o la intensidad de las
fuerzas interatómicas presentes cuando el STM
está en operación, definen el movimiento
efectivo del piezoeléctrico durante un barrido
sobre la muestra. Hay aplicaciones para las
cuales es de vital importancia conocer este
movimiento con gran precisión. Un ejemplo de
estas aplicaciones es la medición de parámetros
de red de distintas componentes químicas
presentes en una muestra. Nuestro interés
fundamental es el de conocer su amplitud de
oscilación cuando es excitado con pequeños
valores de tensión alterna. Para ello hemos
desarrollado una técnica in situ que consiste en
medir simultáneamente la señal interferométrica
y su derivada respecto de la posición cuando en
uno de los brazos de un interferómetro se coloca
al piezoeléctrico.
Se diseñó y calibró un sistema experimental
para medir la reflectancia difusa de muestras de
superficie lambertiana utilizando una esfera
integradora, un monocromador y una cámara
CCD, como detector. Para analizar la
bondad del sistema del
dispositivo desarrollado se midió un conjunto de
muestras de alta y baja reflectancia. En el caso
de mediciones de muestras de alta reflectancia la
reflectancia espectral se determina con un error
del 5% y los valores obtenidos coinciden, dentro
de los errores experimentales, con valores de
comparación que se obtienen con otro
instrumento más preciso. Las mediciones de
reflectancia en muestras de baja reflectancia
conducen a curvas que reproducen la forma de
las curvas de comparación aunque los valores
que se obtienen se apartan en el orden del 15%
de las de comparación.
Analizando los parámetros descriptivos de la
polarización del rayo reflejado en presencia de
reflexión total, se obtuvieron las condiciones
bajo las cuales dicha polarización es circular. El
análisis se efectuó primero para una interfase
medio isótropo- medio isótropo. En ese caso se
necesita un índice de refracción sumamente
alto. Para interfases medio isótropo- cristal
uniaxial se
encontró que para eje óptico contenido en
el plano de incidencia puede obtenerse luz
circularmente polarizada para distintas
direcciones del eje óptico y relaciones de los
índices de refracción. Se analizaron cristales
positivos y negativos.
A partir de fórmulas explícitas para los
coeficientes de reflexión para interfases
formadas por un medio isótropo y un cristal
uniaxial no absorbentes con orientación
arbitraria del eje óptico, se obtienen los
parámetros característicos del estado de
polarización de la luz reflejada en la reflexión
total externa. La descripción de la polarización
del rayo reflejado tiene en cuenta la existencia
de una y dos ondas evanescentes.
En este trabajo se calculan las frecuencias de
resonancia asociadas a una cavidad de perfil
tipo botella en una superficie perfectamente
conductora, para los dos modos fundamentales
de polarización: s y p. Se hallan las longitudes
de onda (o las profundidades del surco) de
resonancia evaluando numéricamente el
determinante de la matriz de scattering. Los
valores obtenidos han sido corroborados con el
caso límite bien conocido de una guía de ondas
rectangular, obteniéndose un alto grado de
coincidencia. La intensidad reflejada en la
dirección especular por una red finita presenta
mínimos en las profundidades resonantes de la
cavidad. En los ejemplos también se evidencia la
excitación de modos pares e impares.
Por otra parte, se investigó la influencia de la
excitación resonante de los modos de la cavidad
en las eficiencias de una red periódica infinita,
y se halló que en los valores de resonancia la
distribución de eficiencias se modifica
sustancialmente. Este estudio constituye un
primeorio de Aplicaciones Ópticas. Dto. de
Física. FIUBA. Paseo Colón 850 – 2º
Piso –
(1063) Buenos Aires, Argentina.
fperez@tron.fi.uba.ar
Este trabajo presenta un estudio del error
cometido en mediciones fotométricas cuando se
utiliza una pantalla difusora en el registro de
imágenes. Se obtiene una estimación del mismo
que permite determinar la viabilidad de su
utilización en algunas experiencias.
A pesar de que la utilización de una pantalla
agrega ruido a la imagen y su respuesta no es
uniforme respecto del ángulo de incidencia, su
uso se justifica en la capacidad de captar mucha
información en forma rápida, para ser registrada
por ejemplo con una cámara CCD.
Se presenta a modo de ejemplo una evaluación
de su influencia para el caso de dispersión de luz
por superficies cilíndricas rugosas.
El incremento repentino de la intensidad
luminosa de una imagen produce una saturación
en la respuesta del sistema visual que se refleja
en el aumento del incremento umbral de
luminancia. A partir de los próximos 100 mseg,
los mecanismos neurales de adaptación ajustan
la ganancia del sistema y el umbral decae
tendiendo al valor que se registra en condiciones
estables con la misma intensidad (Shapley &
Enroth-Cugell, 1984, en Progress in retinal
research: Pregamon Press).
En este trabajo se investiga la dependencia del
umbral inferior de movimiento (LTM), en tareas
de discriminación de dirección, con el tiempo
de adaptación a una fuente deslumbrante
presentada en forma transitoria. Los
estímulos son redes sinusoidales de 1
ciclo/grado, presentadas durante 300 y 500
mseg. El nivel de deslumbramiento utilizado es
de 60 lx. Tres observadores participan del
experimento que se realiza utilizando el método
de elección forzada de dos intervalos. Los
resultados muestran, para los tres observadores,
que el LTM toma un valor máximo en el
momento del encendido del deslumbramiento y
luego decae tendiendo al valor obtenido en
condiciones estables. El LTM sigue el curso de
la sensibilidad del sistema lo que sugiere que los
mecanismos de detección de movimiento
dependen del incremento umbral de luminancia.
Cuando se produce un incremento brusco en la
intensidad luminosa de una imagen, la respuesta
del sistema visual se satura hasta que,
aproximadamente a los 100 mseg, comienzan a
actuar los mecanismos neurales de adaptación
(Shapley & Enroth-Cugell, 1984, en Progress in
retinal research: Pregamon Press). En estas
condiciones, la sensibilidad del sistema es
siempre menor que la sensibilidad en
condiciones estables de adaptación. Este
fenómeno se conoce como efecto del
encendido del fondo (Graham & Hood, 1992,
Vis. Res., 32, 1373-1393). Se investiga
la influencia de este efecto sobre el
umbral inferior de movimiento (LTM),
frecuencia temporal mínima que el observador
es capaz de detectar, utilizando como campo
condicionante de adaptación una fuente
deslumbrante presentada en forma estable y
transitoria. Los estímulos son redes sinusoidales
de 1 ciclo/grado, presentadas durante 300
mseg. El experimento se realiza con dos niveles
de deslumbramiento 30 lx y 60 lx. Tres
observadores participan del experimento que se
realiza utilizando el método de elección
forzada de dos intervalos. Los resultados muestran, para
los tres observadores, el efecto de encendido
del fondo sobre la detección del movimiento. El
LTM obtenido en condiciones transitorias es
mayor que el obtenido en condiciones estables,
para los dos niveles de deslumbramiento.
En este trabajo proponemos un método para
sintetizar filtros constituidos por la superposición
de varios hologramas generados por computadora.
Cada holograma es generado
como un verdadero interferograma, esto es, se
calcula la interferencia entre un haz objeto y uno
de referencia. Los valores obtenidos son
cuantizados en niveles de gris, como una imagen,
y transferidos a una diapositiva vía una
grabadora de alta resolución. Dado que en cada
holograma es posible seleccionar la orientación
y frecuencia de la portadora y además el método
permite la suma de grises, el filtro final actúa
como un holograma multiexpuesto. Dichos filtros
aplicados a un correlador óptico convierten el
sistema en un procesador multicanal lo que
posibilita incrementar la capacidad para manejar
señales en forma simultánea. Se muestran los
resultados alcanzados en experiencias de
reconocimiento de múltiples objetos.
En este trabajo consideramos la reflexión y
refracción de la luz en una interfase entre el
vacío y un cristal birrefringente uniaxial, y
calculamos las direcciones de los vectores
campo eléctrico, desplazamiento eléctrico
y polarización eléctrica en función
de la dirección
del eje óptico y del ángulo de incidencia.
En el caso en que dicho eje se encuentra contenido en
el plano de incidencia analizamos los diagramas
vectoriales que pueden obtenerse cuando el
ángulo del rayo incidente es el de Brewster para
distintas direcciones del eje óptico.
Se propone comparar dos conjuntos de
mediciones de sensibilidad al contraste en
personas. En el primer caso, reportado en una
reunión anterior, el experimento fue llevado a
cabo con un dispositivo generador de estímulos
visuales de altas prestaciones, especialmente
construido para este tipo de determinaciones. En
el segundo caso, las mediciones fueron
realizadas con un equipo desarrollado por los
autores, a partir de una PC convencional,
adaptada para usarse como generador de
estímulos visuales.
Ambos experimentos se diseñaron usando redes
sinusoidales de las mismas frecuencias
espaciales. Sin embargo, tanto las metodologías
psicofísicas como algunas condiciones
experimentales fueron diferentes en cada caso.
Los grupos de observadores participantes tenían
edades entre 27 y 28 años en el primer
experimento, y en el segundo cubrían un rango
de 20 a 29 años, todos con visión normal.
Se establecen comparaciones entre los
resultados obtenidos en cada caso y se analizan
las discrepancias a partir de las diferencias en las
condiciones experimentales con que se llevó a
cabo cada conjunto de determinaciones. Se
concluye que un sistema basado en una PC, con
algunas modificaciones, es una alternativa válida
y económica para usarse como generador de
estímulos visuales en mediciones de sensibilidad
al contraste.
El teorema de van Cittert-Zernike relaciona el
grado de coherencia complejo en un
interferómetro con la amplitud compleja en un
patrón de difracción correspondiente a una
apertura difractora del mismo tamaño y forma
que la fuente. Si la fuente es puntual las franjas
son no localizadas. Si la fuente es extensa y
continua entonces si el interferómetro es por
división de frente no se ven franjas mientras que
si es por división de amplitud hay una superficie
de localización primaria de orden cero
(correspondiente al pico de la campana principal
de difracción del sistema.0 equivalente). Si la
fuente consiste en una sucesíon de lineas
incoherentes equiespaciadas aparecen
superficies de localización de orden distinto de
cero (correspondientes a las lineas espectrales
del sistema óptico equivalente) ( J. M. Simon et
al "Fringe localization in interferometers
illuminated by a succession of incohernt line
sources", J. Mod. Opt. 45 (1998)). En el
presente trabajo consideramos que una sucesión
de ranuras incoherentes equiespaciadas iluminan
un interferómetro por división de amplitud con
aberraciones tolerables. El grado de coherencia
complejo, que en trabajos previos expresamos
en función de variables de la entrada ( J. M.
Simon and S. A. Comastri, "Fringe localization
depth", Appl. Opt. 26, 5125-5129 (1987) ),
aquí se expresa en función de la ubicación de
puntos a la salida.
En un trabajo anterior hemos discutido la
localización de franjas de interferencia para el
caso de una secuencia de fuentes luminosas
lineales. La diferencia fundamental entre este
array y una fuente extensa es la aparición de
localizaciones secundarias o sea que existe más
de una superficie de localización.
En este trabajo estudiaremos cómo se comporta
un interferómetro por división de frente
de ondas, en particular el biprisma de Fresnel,
iluminado por este tipo de fuente. En
este caso veremos que pueden obtenerse
también franjas localizadas en interferómetros
por división de frente de onda si están
iluminados con una secuencia de fuentes luminosas
lineales.
La medida de la actividad de diagramas de speckle
dinámico, a partir de la estadística de
segundo orden usualmente se lleva a cabo a través
de parámetros medidos en la función de
autocorrelación de las fluctuaciones de intensidad
de los granos de speckle. En este
trabajo se investiga la relación entre la forma
de la función de autocorrelación en los primeros
puntos y el perfil de intensidad de los granos de speckle.
Para ello se simula en computadora
distintos perfiles de granos de speckle de forma
rectangular, gaussiana y exponencial
decreciente. La actividad del patrón de speckle
se simula variando el ancho de estas formas
funcionales. A fin de aproximar mejor las fluctuaciones
de intensidad simuladas a un
registro típico mediante un fotomultiplicador en
un punto del patrón de speckle se ha impuesto
aleatoriedad al ancho de las funciones elegidas
para representar un grano de speckle. Se ha
encontrado que, en los primeros puntos, las
funciones de autocorrelación se corresponden
con la forma funcional de los granos de speckle.
Esta región de la función de autocorrelación es
utilizada para caracterizar la actividad de los
patrones de speckle. Se estudia el efecto del
promediado en la dispersión en las medidas.
En este trabajo se describe una experiencia para
medir la velocidad de un difusor a partir de los
batidos Doppler de la luz dispersada cuando la
velocidad de los dispersores tiene una
componente en la dirección de observación.
El dispositivo propuesto es semejante a un
interferómetro de Michelson en el que se han
sustituido los espejos por dos superficies
difusoras, una de las cuales rota a velocidad
angular constante mientras que la otra
permanece en reposo. La superposición
coherente de la luz dispersada en ambas
superficies, da lugar a un patrón de speckle
dinámico cuya fluctuación de intensidad contiene
la frecuencia de batido entre las frecuencias
componentes. Las fluctuaciones de intensidad
son registradas por un fotodetector cuya señal
se digitaliza mediante una placa de adquisición
de datos y se almacena en computadora. A partir
de la función de autocorrelación de las
fluctuaciones de intensidad registradas, se
obtiene la potencia espectral. Los espectros
muestran picos centrados en la frecuencia de
batido correspondiente, que permite calcular la
frecuencia de la luz dispersada por el difusor
móvil. Esta frecuencia se correlaciona con la
velocidad tangencial del difusor a distintas
distancias del eje de rotación.
En este trabajo se propone la puesta a punto del
método de Burch – Tokarski, utilizando una
cámara CCD como medio de registro, para la
medición de pequeños desplazamientos. Se
propone reemplazar el material fotográfico
tradicionalmente utilizado por las imágenes
obtenidas mediante una cámara CCD. Se
realizan dos exposiciones del campo de speckle
de la luz dispersada por el objeto difusor, antes
y despues del desplazamiento. Estas imágenes
son sumadas y se miden los desplazamientos
sobre la transformada de Fourier de la imagen
resultante.
En esta presentación se desarrollaron códigos
numéricos a fin de verificar las relaciones de
reciprocidad para superficies periódicamente
corrugadas que separan un medio uniaxial de un
conductor perfecto o de un isótropo. Para esto
se hallaron los campos difractados mediante
métodos basados en la hipótesis de Rayleigh.
Se trabajó con diferentes orientaciones del eje
óptico, en montaje clásico, para superficies
sinusoidales y cicloidales. Se comparan
gráficamente las eficiencias difractadas
vinculadas entre sí por relaciones de
reciprocidad.
El teorema de reciprocidad en la teoría
electromagnética nos permite establecer
relaciones de simetría entre los campos
correspondientes a situaciones donde se
intercambian la fuente y la dirección de
observación. Se ha demostrado la validez de
estas relaciones para redes de medios isótropos,
tanto dieléctricos como conductores (R. A.
Depine y C. I. Valencia, Opt. Comm. 117 pp.
223, 1995; P. Vincent y M. Nevière, Opt. Acta
26 pp. 889, 1979) . En esta presentación se
extienden dichas relaciones de reciprocidad a las
superficies periódicamente corrugadas que
separan un medio uniaxial de un conductor
perfecto o de un isótropo (R. A. Depine y M. L.
Gigli, J. Mod. Opt. 41, p.695, 1994).
Las primeras ideas de confinamiento, manipulación
y levitación de micropartículas
mediante campos electromagnéticos, surgieron a
comienzos de los años ’70. Desde entonces y
hasta la actualidad, se han realizado avances
significativos en el tema, tanto desde el punto de
vista experimental como en los tratamientos
teóricos utilizados para describir los principios
físicos involucrados. En la mayoría de los
casos, los campos electromagnéticos utilizados
consisten en haces monocromáticos propagantes,
focalizados o no, sobre la
partícula. Recientemente, se han realizado
experiencias en donde se muestra que es posible
manipular micropartículas con campos
electromagnéticos evanescentes confinados
espacialmente. Debido a las características del
campo electromagnético y a su generación
(mediante reflexión total interna), los métodos
teóricos utilizados hasta el momento (Teoría de
Mie o propagación de rayos) no son adecuados
para describir en forma satisfactoria el
comportamiento de la partícula y de los campos
dispersados, ya que éstos métodos no
contemplan las perturbaciones que produce la
presencia de una interfase en las proximidades
de la partícula. Para abordar este problema,
hemos utilizado una generalización del Teorema
de Extinción para incluir múltiples volúmenes
interactuantes. La exacta descripción de los
campos electromagnéticos en todo punto del
espacio, nos permite realizar una correcta
interpretación de los fenómenos físicos
involucrados en el movimiento de
micropartículas en un campo evanescente en
muy buena concordancia con las observaciones
experimentales.
Consideremos una imagen que tenga diferentes
regiones, cada una de ellas caracterizadas por
una frecuencia espacial, de modo que podemos
asumir, que son regiones con diferentes texturas,
si se aplica a esta imagen un detector de bordes
convencional (Robert, laplaciano, etc.) este no
podrá discriminar el contorno de cada región
con texturas diferentes. Esto se puede complicar
aún más, si la imagen tiene algún
tipo de ruido. En este trabajo se presenta un algoritmo que
actúa sobre la imagen, como sintonizador de
frecuencias espaciales, de modo, que puede
localizar las regiones de diferentes texturas y
extraerlas de la imagen. El mismo, usa la
transformada wavelet Haar y el análisis de
multiresolución como base de su desarrollo.
Primero se aplicó sobre una imagen construida
en forma sintética con las propiedades
mencionadas anteriormente , comprobando que
el algortimo reconoce regiones de texturas
diferentes e inclusive con diferentes contrastes,
posteriormente se incorporó a la imagen sintética
ruido en forma aditiva y multiplicativa para
estudiar el performance del algoritmo como
filtro. Por último, se aplicó a imágenes
reales que presentaban este tipo de características,
observando que puede separar satisfactoriamente
zonas de diferentes texturas.
En este trabajo se analiza las propiedades de
enfoque de las Placas Zonales Generalizadas
(P.Z.G.) obtenidas mediante la expresión: R(n,a
,e ) = (l ro)1/2 (2ne -1)a , cuando son iluminadas
por una onda plana monocromática, en función
de los parámetros que definen sus propiedades
ópticas. Se empleó la teoría escalar
de la difracción de Fresnel - Kirchhoff para generar
un modelo teórico de la propagación de la
onda para campo cercano, y se simuló por
computadora la formación de los patrones de
intensidad en planos perpendiculares al eje
óptico y en el plano que contiene al eje óptico
aprovechando la simetría radial del diagrama de
difracción.
Las propiedades de las P Z G detectadas son:
Para valores del parámetro a > 0.3 la intensidad
del campo difractado presenta, lo largo del eje
óptico, desde la propia placa y hasta a una
cierta distancia f (que aumenta al aumentar a )
una variación muy pronunciada. Al
aproximarnos al foco principal esta variación se
suaviza, produciéndose a partir de entonces un
decrecimiento continuo. Se encontró que existe
una relación funcional del tipo potencial z(n, a )
= a(2n-1)ba entre el valor de z para el plano
focal principal, el parámetro a y el número de
zonas contenidas en pupila, validado por la
definición del número de Fresnel.
Un acoplador de fibra óptica es un dispositivo
pasivo mediante el cual es posible distribuir una
señal óptica entre varias fibras ópticas.
Algunos de estos acopladores son utilizados como
elemento multiplexor por división en longitud de
onda (WDM) en sistemas de comunicaciones
ópticas. Un acoplador WDM de dos canales
separa la luz incidente en dos y está diseñado de
tal manera que la luz de longitud de onda l 1 sea
direccionada a uno de los canales de salida y la
de longitud de onda l 2 al otro. Para luz incidente
de una longitud de onda intermedia l entre l 1 y l
2 el coeficiente de acoplamiento dependerá de (l
1, l 2, y l ). Es posible la determinación de la
longitud de onda de la luz incidente en un
acoplador WDM midiendo su coeficiente de
acoplamiento. En el presente trabajo se midió la
respuesta en frecuencias del coeficiente de
acoplamiento para dos acopladores comerciales
de fibra fusionada de 1480 & 1600nm y de 980
& 1550nm. Se analizó también el
comportamiento de dichos dispositivos ante
cambios de polarización de la luz incidente. Se
propone la aplicación de este medidor de
longitud de onda para implementar un lazo de
control que permita sintonizar en forma
automática un laser.
En los últimos años los sistemas de
comunicaciones basados en fibra óptica han
aumentado considerablemente la capacidad de transmisión
de información. Dicho avance fue
producto de la obtención casi simultánea
de un conjunto de elementos que permitieron superar
diversos impedimentos prácticos. Por ejemplo,
la utilización de amplificadores ópticos permitió
compensar las pérdidas de potencia óptica
en enlaces de comunicaciones de largas distancias,
reemplazando con ventajas a los sistemas repetidores
electrónicos. Entre los
amplificadores ópticos comerciales más
utilizados se encuentran los de fibra de sílice
dopada con Er+ (EDFA). Básicamente un EDFA
consta de un medio activo, fibra de sílice
dopada con erbio Er+, que es bombeado ópticamente
con el objeto de producir la
inversión de población necesaria para lograr
la amplificación de la señal inyectada. El presente
trabajo se enmarca en un proyecto tendiente a caracterizar
los elementos constitutivos de un
EDFA con vistas al modelado del mismo. Con el objeto
de optimizar la performance del
EDFA, se midieron las características de
absorción y de ganancia a diferentes de
longitudes de onda en función de la potencia de
bombeo acoplada en la fibra y de la potencia de
señal inyectada, para diferentes longitudes del
tramo de fibra dopada con Er+.
La transformada de Fourier fraccionaria (FRT)
de una señal puede ser obtenida por
propagación de una onda esférica convergente
en el espacio libre. Utilizando esta propiedad es
posible generar ópticamente todas las FRT de
una señal unidimensional, para un intervalo de
órdenes fraccionarios, en forma simultánea.
A la representación conjunta de las FRT de una señal
se la denomina "representación x-p". La
vinculación existente entre la FRT y los patrones
de difracción de Fresnel permitieron realizar un
procesador óptico capaz de generar la
representación x-p de una señal unidimensional
utilizando para ello solo dos elementos
refractivos: una lente cilíndrica y una lente
oftálmica de focal variable. El hecho de que la
FRT sea adecuada para describir campos difractados
en el espacio libre y en medios con
perfil de índice de refracción cuadrático
hace que la representación x-p se convierta en una
representación, continua y simultánea, de
patrones de difracción. Esto último permitió
estudiar, a partir de ella, algunas propiedades
del campo difractado en la región de Fresnel
para pupilas unidimensionales con geometría
fractal. Se utilizó la representación x-p para
realizar un correlador óptico fraccionario en
paralelo que permite obtener, en forma
simultánea, las correlaciones para varios órdenes
fraccionarios. Los resultados experimentales
permiten apreciar la pérdida gradual de la
invariancia espacial para ordenes fraccionarios
diferentes de la unidad.
Se propone el uso de los batidos entre modos
longitudinales del láser para duplicar la
frecuencia espacial en un interferómetro de
Fizeau. Se presentan los resultados del
modelado teórico e interferográmas
experimentales.
A partir de las ecuaciones de Maxwell y la
resolución de las condiciones de contorno en
una interfase entre el vacío y un cristal
birrefringente uniaxial obtenemos los elementos
de la matriz de reflexión en el caso en que el
plano que contiene al eje óptico es
perpendicular al plano de incidencia. Como en
este caso existen ambos rayos refractados, no
se produce la separación en los modos
habituales de polarización paralelo y
perpendicular al plano de incidencia. Se encuentra
entonces a partir de los coeficientes
de reflexión una ecuación implícita
que verifica el ángulo de Brewster y se calcula numéricamente
dicho ángulo para distintas direcciones del eje
óptico.
a menú principal