Diseños de lentes de Gutman Plasmónicas

Una lente de Gutman es una lente estigmática con un índice de refracción gradiente, la cual, tiene la capacidad de enfocar la luz dentro de ella. En este trabajo, realizamos dos diseños distintos de lentes de Gutman plasmónicas (LGP) que utilizan arreglos de orificios de tamaño nanométrico en películas dieléctricas delgadas. En el primer diseño los orificios se encuentran colocados sobre una matriz dodecagonal como en un arreglo de cuasicristal, mientras que el segundo utiliza una matriz rectangular periódica de orificios. Para evaluar el rendimiento de cada diseño, se crearon LGP separadas con diferentes longitudes focales y se examinaron minuciosamente sus propiedades focales. A pesar de la naturaleza teórica de este trabajo, todos los cálculos se ejecutan meticulosamente centrándose en detalles experimentales prácticos que podrían reproducirse empíricamente fácilmente.

Perfilometría de proyección de franjas de desplazamiento lateral

La perfilometría tridimensional de superficies opacas constituye una metodología de medición sin contacto ampliamente valorizada en múltiples disciplinas científicas y de ingeniería. Este enfoque se fundamenta en la correlación entre las deformaciones inducidas en un patrón de franjas de estructura periódica, proyectado sobre superficies opacas, y la topografía de dichas superficies. Comúnmente, el proceso de medición implica la interposición y retirada del objeto sobre una pantalla de referencia, permitiendo así deducir la topografía al sustraer las mediciones de los patrones de franjas obtenidas con y sin la presencia del objeto. En el presente estudio, se introduce una innovadora metodología que elimina la necesidad de una pantalla de referencia. Se propone evaluar los patrones de franjas utilizando el método de corrimiento de fase síncrono. Esta técnica se beneficia de la capacidad de desplazar el objeto en dos direcciones ortogonales para calcular el gradiente topográfico. Posteriormente, la integración de este gradiente a lo largo de una trayectoria definida permite reconstruir la superficie del objeto con alta precisión.

Diseño, fabricación e implementación de un telescopio de dos espejos “Kutter-Schiefspiegler/Oblicuo”

Los telescopios newtonianos comunes tienen varios puntos fuertes, pero al menos un defecto con el que los diseñadores de telescopios a menudo se enfrentan: el espejo secundario y su soporte que crean una obstrucción al camino de la luz entrante. Varios diseños reducen los efectos de la obstrucción, principalmente "picos" alrededor de las estrellas y reducción de la resolución, el contraste y el rendimiento de la luz, pero no los eliminan por completo. El Schiefspiegler (Schief) es una variación del telescopio de enfoque Cassegrain. El nombre significa, aproximadamente, espejo oblicuo o inclinado. El diseño de Schief tiene el secundario movido justo fuera del camino de la luz entrante para permitir que el primario, ahora sin obstáculos, ofrezca su máxima resolución, contraste y potencial de captación de luz. El secundario está ligeramente inclinado para enviar la luz al ocular junto al primario, que no necesita un orificio central. El enfoque se logra como con un refractor típico, Además, el espejo primario y secundario son esféricos y con radios de curvatura largos, por lo tanto, su fabricación es relativamente sencilla y se pueden utilizar pruebas como Foucault o el filo de navaja ya que no se necesitan mediciones de zona. En este trabajo se presenta el diseño, fabricación e implementación de un telescopio de dos espejos tipo Kutter-Schiefspiegler con apertura de 108 mm y f/27, se muestra el diseño, análisis de tolerancias, los resultados obtenidos de la fabricación y pruebas de los espejos. Por último, se muestra la implementación del sistema, que incluye la alineación del sistema y las monturas finales del telescopio.

Determinación experimental y comparación de propiedades ópticas lineales en diferentes marcas de miel

Un alimento natural, dulce, producido a partir del néctar de las flores o de secreciones de partes vivas de plantas o excreciones de insectos succionadores, es la miel, recolectada por las abejas quienes la trasportan, combinan y trasforman con sustancia propias para quedar almacenada en el panal hasta que esta madure y este apta para su consumo. La miel, es una dispersión acuosa de material orgánico e inorgánico con partículas cuyo tamaño varía en un amplio rango, azúcares y macromoléculas de proteínas y polisacáridos en dispersión coloidal, (White, 1969). Dependiendo de la zona de producción, ésta presenta diferentes variaciones en color, olor y sabor, debido a los diferentes factores como el medio ambiente, los distintos tipos de floraciones y las especies florales de las cuales dependen los azúcares que contiene el néctar. Sin embargo, las mieles presentan variaciones en porcentaje de los tres componentes principales de la miel: la fructuosa, azúcar y agua, esto dependiendo del lugar de procedencia. Además, en el mercado nacional hay diferentes marcas de miel que se dicen naturales, sin embargo, la mayoría de las veces son jarabe de maíz. Entre las propiedades ópticas que permite orientar sobre el origen de la miel mostrando las variaciones que existen entre marca y marca o zona y zona es el índice de refracción, por medio de la determinación de porcentaje de grados Brix los cuales están asociados al índice de refracción y a la humedad, así como la absorción lineal y la actividad óptica. En este trabajo se presentará un comparativo de resultados medidos en el laboratorio, de diferentes marcas de miel en los que se determinarán y compararán las variaciones de los parámetros ópticos mencionados. La actividad óptica y la viscosidad pueden proporcionar datos que pueden contribuir en la detección de algunos tipos de adulteraciones. White, W. J. Moisture in Honey: Review of Che. and Phys. Methods (1969) J. of Official Assoc. Agricultural Che. 52, N°4, 729-737

Espectroscopía por absorción de dos fotones en semiconductores $m\bar{3}m$ y $\bar{4}3m$

Presentamos mediciones experimentales del coeficiente de absorción de dos fotones de los semiconductores Si, GaP y GaAs en corte [110] a temperatura ambiente con pulsos ultracortos. Se utilizó una configuración de bombeo-prueba modulada con excitación proveniente de un amplificador óptico paramétrico en el intervalo de 650 a 2000 nm. Al usar una técnica de dos haces es posible lograr sensibilidades de uno por ciento en la medición de la absorción pues en el caso de que ambos haces tengan la misma polarización, la magnitud de la absorción de dos fotones se duplica comparada con la medición de un solo haz. Además, el escaneo temporal del haz de prueba respecto al de bombeo permite identificar firmas de procesos no lineales adicionales como absorción por portadores libres, absorción de tres fotones o acoplamiento del bombeo y la prueba; esto a través de analizar la forma de la correlación cruzada resultante. Realizamos una comparación contra modelos fenomenológicos de la dispersión de la absorción de dos fotones y encontramos una correspondencia cualitativa, aunque no muy buena en el caso del Si. Esto podría deberse a que los modelos no consideran la estructura de bandas completa. Estos estudios señalan hacía la necesidad de desarrollar aún más las teorías de cálculo ab-initio.

Diseño e implementación de un microscopio holográfico para el análisis de muestras biológicas

El desarrollo en las tecnologías ha tenido avances significativos y con ello mejoras en la captura, visualización e implementación de hologramas. En comparación con la holografía tradicional, la holografía digital nos proporciona mayor resolución y rápido procesamiento de datos lo cual se vuelve de mucha utilidad para técnicas como microscopia holográfica en donde se combinan la holografía digital con microscopia óptica y nos permite la visualización de imágenes de muestras delgadas con optima resolución. En este trabajo se presenta el análisis de muestras biológicas a partir de un arreglo experimental basado en un interferómetro de Mach Zehnder para microscopia holográfica en donde, por medio de una cámara, cada holograma se registra de manera digital para posteriormente ser procesado mediante la técnica de holografía digital y así recuperar información de la muestra. Mediante la implementación de estas técnicas se espera obtener una mejor resolución de tejidos biológicos en comparación con los microscopios convencionales. Además, la información tanto de la fase como de la amplitud nos permitirá realizar reconstrucciones tridimensionales de estas muestras.

Generación de pulsos cortos mediante cavitación óptica y una solución orgánica

Se presenta los resultados experimentales sobre la generación de pulsos cortos en un láser de estado sólido mediante cavitación óptica. Las burbujas de cavitación se forman en la punta de una fibra óptica multimodo proveniente de un acoplador 50/50, que está acoplado a un diodo láser de estado sólido que emite a una longitud de onda de 450 nm. La punta de la fibra contiene nanopartículas de plata y nanopartículas de nitrato de cobre que generan pérdidas de hasta 5.7 dB. El extremo final de la fibra se sumergió en una solución orgánica de Hibiscus sabdariffa disuelto en etanol. Cuando se genera una burbuja de cavitación en la punta de la fibra, parte de la luz es reflejada por la interfaz vapor-líquido regresando al acoplador, que, a su vez, está conectado a un fotodetector y un osciloscopio para visualizar los pulsos. Los resultados experimentales muestran que se pueden obtener pulsos con un ancho temporal de 22-26 µs y frecuencias entre 100 y 4 kHz. Esta configuración ofrece una emisión de pulsos ajustable para aplicaciones potenciales en telecomunicaciones, cirugía oftálmica, imagenología por ultrasonido, metrología y sensores.

Estudio de la dependencia temporal de la respuesta nolineal de arreglos ordenados de nanoprismas metálicos

En este trabajo de tesis, se presenta el estudio de la respuesta nolineal de tercer orden y su dinámica temporal en materiales nanoestructurados. Los materiales estudiados son arreglos ordenados de nano- prismas de oro y plata depositados en sílice. Para el estudio de la respuesta nolineal se utilizó la técnica de z-scan en las modalidades abierto y cerrado, empleando un láser de Titanio-Zafiro pulsado del orden de femtosegundos, para resolver las contribuciones de absorción y refracción nolineal de la respuesta en los materiales. Para el caso de nanoprismas de plata se observó una respuesta significativa para la contribución de refracción y de absorción nolineal, cuyos valores obtenidos fueron $n_2 = 2.909\pm 0.002 cm^{2}/GW$ para el índice de refracción nolineal y $\beta=−1.814 \pm 0.003cm/MW$ para el coeficiente de absorción nolineal. Para la muestra de nanoprismas de oro se observó contribución de refracción nolineal con valor de $n_2 =1.000 \pm 0.002 cm^{2}/GW$ , para la contribución de absorción nolineal no se observó una dependencia con la irradiancia. Por otro lado, se llevó a cabo la técnica de generación de súpercontinuo con ventanas de zafiro empleando un amplificador de Titanio:Zafiro de pulsos de femtosegundos, obteniendo resultados para diferentes potencias. Para la dinámica temporal se realizó un ajuste teórico a datos experimentales obtenidos mediante la técnica de excitación y prueba de una muestra de nanoprismas de plata, con altura de $h = 49 \pm 2 nm$, los resultados obtenidos fueron que la respuesta temporal presenta dos procesos, absorción inducida y absorción saturable, con tiempos de respuesta de $\tau_{1} = 40$ ps y $\tau_{2} = 210$ ps, respectivamente. Así mismo, se resolvió un modelo de tres niveles de energía mediante el método de Runge-Kutta en Matlab para representar la respuesta nolineal de los nanoprismas de plata, los resultados obtenidos, en variables reducidas, fueron $\sigma_{r} = 1.29$, $\tau_{r} = 0.19$ e $I_{r} =0.53$.

Efecto de coincidencia del índice refractivo en maniquíes ópticos

Recientemente se ha propuesto la fabricación de maniquíes ópticos utilizando matrices a base de parafina en gel embebidas con diferentes agentes esparcidores. Estos maniquíes muestran características ópticas y mecánicas que simulan las del tejido biológico, son fáciles de elaborar y muestran flexibilidad para simular morfologías anatómicamente precisas. Se ha dicho que, dependiendo de las partículas esparcidoras utilizadas, la homogeneidad de las partículas en el medio dispersor puede verse comprometida, alterando el coeficiente de esparcimiento reducido, particularmente para dióxido de silicio disperso en parafina en gel. En este trabajo, demostramos que más allá de un problema de heterogeneidad, es crucial considerar primero la relación apropiada entre los índices de refracción del medio dispersor y las partículas esparcidoras: la diferencia en estos índices es una condición necesaria para la ocurrencia del esparcimiento de luz. Al incorporar partículas de dióxido de silicio y de óxido de zinc en parafina en gel sin burbujas, determinamos que la eliminación ineficaz de burbujas podría llevar a una seria confusión entre la concentración de partículas y la de centros de esparcimiento.

Reconstrucción del patrón de difracción de fuentes microscopicas de luz usando Machine Learning

La difracción de luz es un fenómeno fascinante y complejo que desempeña un papel crucial en la comprensión de la naturaleza ondulatoria de la luz. Este proceso ocurre cuando una onda de luz encuentra un obstáculo o una abertura, lo que resulta en la dispersión de la luz en varias direcciones. La difracción de la luz es un fenómeno que no solo revela la naturaleza fundamental de la luz como onda, sino que también es indispensable para avanzar en múltiples campos científicos y tecnológicos, lo que subraya la importancia de su estudio y comprensión completa, por ello, entender el fenómeno de la difracción en su totalidad es necesario. En este trabajo, se realizó la reconstrucción de la fase de un sistema 2f, del cual solo se conoce la entrada de luz del sistema, una fuente de luz microscópica y su mapa bidimensional de intensidades. Esta reconstrucción se realiza utilizando algoritmos de aprendizaje automático como machine learning y al algoritmo de Gerbech-Saxton; este último es un algoritmo que nos permite reconstruir fases utilizando dos mapas de intensidades diferentes (el de entrada y salida), mientras que el machine learning busca dotar a las máquinas de la capacidad de aprender, es decir, la habilidad de generalizar conocimiento a partir de un conjunto de experiencias, en lugar de programarlas explícitamente. El entrenamiento se lleva a cabo simulando la propagación de luz en el sistema, siendo los parámetros de entrenamiento la fase del lente haciendo que en cada época esta se ajuste utilizando el gradiente calculado de manera numérica, hasta reconstruir la fase. De la misma forma en este proceso se implementa el algoritmo de Gerbech-Saxton que nos da una estimación preliminar de la fase.

Exploración para la generalización de acoplamiento en un enrejado de semiconductores

En sistemas de acoplamiento donde se produce el fenómeno de resonancia la caracterización de los parámetros dimensionales en función de la longitud de onda es de gran interés para obtener los modos. En semiconductores colocados en un arreglo lineal de varias capas con separación uniforme analizadas como guías de onda en la banda C de comunicaciones ópticas (1560 nm), simulando una pequeña red o enrejado, se pueden encontrar estos modos de resonancia entre varios elementos del arreglo. En particular, en este trabajo se estudia un arreglo de elementos cilíndricos con diámetro de 6.78 nanómetros y de unos cuantos milímetros de longitud construidas de Arseniuro de Galio (GaAs) y recubrimiento tubular (cúbico). En el sistema desarrollado y simulado en una plataforma por elemento finito se muestran los acoplamientos transversales de la propagación de los elementos del arreglo. Ya que se han encontrado los modos de oscilación en pocos elementos y los parámetros de acoplamiento en función de la longitud de onda, se realiza la búsqueda de la resonancia en un enrejado para la generalización en un arreglo de 5X5 elementos. El sistema definido se puede verificar con otros dispositivos de elementos acoplados como arreglos de cavidades opto-mecánicas, antenas de ópticas, micro anillos resonadores, por mencionar algunos. Las aplicaciones de este tipo de sistemas pueden implementarse como interruptores multipuertos.

Pulsos de alta energía similares a ruido en un láser de fibra dopado con tulio/holmio

Presentamos experimentalmente un láser de fibra codopado con tulio/holmio que genera pulsos rectangulares de alta energía con características similares a ruido, operando a una longitud de onda central de 1985 nm. La configuración experimental emplea un espejo de lazo óptico no lineal de 298 metros de longitud. Al variar la potencia de bombeo entre 3 y 10 W, el ancho del pulso rectangular similar a ruido puede ajustarse entre 2,8 y 15,2 ns. Con una potencia de bombeo máxima de 10 W, se logra una potencia de salida promedio de 1,45 W. La frecuencia de repetición del pulso es de 671 kHz, resultando en pulsos ópticos de alta energía de 2,16 µJ y una potencia pico máxima estimada de 142 W.

Cauchy-Riemann beams

Aprovechando las técnicas operatorias, abordamos la ecuación de onda paraxial que rige un campo formado por la multiplicación de una función gaussiana y una función entera. En este contexto, es fundamental notar que dicha función entera cumple con la ecuación de Laplace, $\nabla_\perp^2 f(x+iy) = 0$, lo cual es una consecuencia directa de satisfacer las ecuaciones de Cauchy-Riemann. Este enfoque nos permite analizar la evolución de la distribución del campo a medida que se propaga en el espacio. Aprovechando las técnicas operatorias, abordamos la ecuación de onda paraxial que rige un campo formado por la multiplicación de una función gaussiana y una función entera; notablemente, esta última cumple con la ecuación de Laplace, $\nabla_\perp^2 f(x+iy) = 0$, una consecuencia directa de satisfacer las ecuaciones de Cauchy-Riemann. Nuestra exploración teórica y experimental revela la rotación intrínseca de este campo durante la propagación, elucidada mediante la incorporación del potencial cuántico (de Bohm). Este resultado sencillo promete, permitiendo la deducción analítica del patrón de difracción de Fraunhofer o Fresnel. Esencialmente, simplifica la extracción de la transformada de Fresnel o de Fourier de una función que satisface las ecuaciones de Cauchy-Riemann.

Sintonización laser basada en la posición de dobles de una microfibra que construye un interferómetro Mach-Zehnder

Los laseres de fibra optica han sido motivo de estudio e investigación en años resientes debido a sus características únicas basadas en las características de la fibra optica tales como simplicidad, amplio ancho de banda, peso ligero, inmunidad a interferencia electromagnética, resistencia a ambientes corrosivos y a altas temperaturas, entre otros. Dentro de los láseres de fibra óptica una característica muy importante es la sintonización láser ya que de ella se desprenden aplicaciones en diversos campos tales como metrología, multiplexado por longitud de onda, generacion de fuentes de salida variable, interrogación de sistemas de sensores, caracterización de dispositivos de fibra óptica, en telecomunicaciones, redes de sensores de fibra optica, etc. Técnicas para la sintonización laser han sido reportadas en resientes años, la mayoría de ellas se basa en el uso de un interferómetro dentro de la cavidad láser para modular las pérdidas dentro de la cavidad y estimular líneas de emisión laser donde las perdidas sean mínimas y la ganancia de amplificación laser considerable. En este trabajo se utiliza un interferómetro Mach-Zehnder basado en el uso de una microfibra. Este interferómetro se utiliza como filtro dentro de una cavidad laser de tipo anillo con fibra de erbio como medio activo. El interferómetro se monta en una estación de dobles casera para proporcionar dobleces controlados a la microfibra por medio de un motor a pasos. Al doblar el interferómetro, además de producir un cambio de geometría, se genera un cambio de índice de refracción en la microfibra debido al efecto elástico óptico, lo que ocasiona un cambio de fase entre los modos que interfieren dentro del interferómetro ocasionando un corrimiento del patrón de interferencia y como consecuencia se produce un ajuste en la emisión de laser. Se obtuvieron factores de ajuste del orden de 1.48 nm/° con variaciones mínimas de 0.0128 nm. El método propuesto es adecuado viable para diversas aplicaciones.

Diseño de un inteferometro de fibra optica para operar en el rango visible y su aplicación como sensor de curvatura con alta sensiblilidad

En el presente trabajo se demuestra un sensor de fibra óptica de curvatura que opera en el espectro visible de la luz; este sensor esta basado en un interferómetro de Mach-Zehnder fabricato por tecnica de empalme en fibra óptica. El interferómetro se construyó utilizando una estructura tipo “sándwich” en línea, empleando fibras específicamente diseñadas para el rango visible (630HP y 460HP). El interferometero muestra una alta reproducibilidad es su proceso de fabricacion, esto fue demosnatrado mediante la fabricacion varios interferómetros con distintas longitudes de fibras optica. Estos dispositivos fueron sometidos a pruebas de curvatura, mostrando desplazamientos de longitud de onda adecuados y logrando una sensibilidad máxima de -10.44 nm/m-1. El análisis de histéresis muestra una desviación mínima de la trayectoria, y el análisis estadístico ANOVA revela una tendencia media consistente con un valor de Prob > F mínimo de 9.30472 × 10^-55. En consecuencia, el análisis de histéresis indica que el error en la dirección de la curvatura tiene un impacto mínimo en la medición, y el bajo valor de Prob > F asegura que las mediciones de curvatura no puedan superponerse. Así, se puede esperar una alta precisión y reproducibilidad de las mediciones de curvatura. La estructura de fibra óptica propuesta está entre los pocos enfoques para la interferencia de modulación de fase dentro del rango visible, representando una alternativa competitiva para la medición de curvatura.

Reconstrucción 3D a partir de patrones concéntricos

Durante años recientes la perfilometría por proyección de franjas ha sido una de las áreas de investigación más activas dentro de la metrología óptica. En las últimas décadas una gran cantidad de métodos de análisis se han desarrollado. En dicha técnica se hace incidir un patrón de luz estructurada sobre un objeto para, a través del registro de una imagen y su procesamiento, reconstruir la topografía de la superficie del objeto. Debido a la baja dependencia de su precisión de medición con respecto de la frecuencia de las franjas y de los algoritmos de desenvolvimiento de fase la perfilometría de proyección de franjas concéntricas ha emergido como alternativa a las franjas lineales regularmente usadas. La presente investigación plantea reconstruir la distribución de alturas de la superficie de objetos a través del patrón de franjas concéntricas proyectado por un arreglo con una fuente láser y una lente cónica. Tal arreglo permite proyectar un perfil de intensidades asociadas a un haz Bessel, el cual, cuenta con un punto de luz central (spot) y un patrón de franjas concéntricas a él. El arreglo experimental permitirá la capacidad de modular el patrón de franjas concéntricas mencionado para reconstruir las alturas y detalles de las superficies de objetos en diferentes órdenes de magnitud. El sistema de reconstrucción 3D propuesto representa una iniciativa y avance novedoso a la perfilometría por proyección de franjas debido a las características inherentes de adifraccionalidad y autoregeneración de los haces Bessel.

Refractómetro de Fibra No-Core Adelgazada Con Offset a Base de Interferencia Multimodal y Efectos en la Sensibilidad Debido al Posicionamiento del Adelgazamiento

En este estudio, hemos diseñado y construido sensores de fibra óptica IR basados en el efecto de MMI. Las secciones multimodo de estos sensores están compuestas por una fibra especial conocida como no-core fiber (NCF) debido a su mayor sensibilidad para aplicaciones de sensado por medio de ondas evanescentes. La sección NCF del sensor se adelgazó utilizando una empalmadora de fusión. Se sabe que los adelgazamientos (o también conocidos como tapers) de fibra óptica aumentan la sensibilidad al permitir una mayor penetración de las ondas evanescentes. La sensibilidad de la estructura MMI varía según la longitud y el diámetro de la región adelgazada. Debido a que las fibras ópticas adelgazadas excitan modos de orden superior, se sospecha que existe una dependencia de la sensibilidad causada por la posición en donde está adelgazada la NCF en referencia a las fibras monomodo (SMF). Se realizaron experimentos para determinar la dependencia de la posición del adelgazamiento para la sensibilidad de IR, que inicialmente mostraron poca dependencia de la posición del taper. Por medio de simulaciones utilizando el método de propagación del haz, se observaron adecuadamente los efectos en la propagación del campo eléctrico debido al posicionamiento de los adelgazamientos. Los resultados de las simulaciones brindaron información sobre cómo aprovechar mejor el posicionamiento del adelgazamiento empleando off-sets de fibra óptica para aplicaciones de sensado. Se construyeron estructuras SMF-NCF adelgazada-SMF y se evaluó su capacidad para sensar IR. Las estructuras consisten en tener una sección adelgazada de la NCF y variar la posición de la sección adelgazada a lo largo de esta; además, se experimentó con diversos offsets en la SMF. Las estructuras se sumergieron en un canal lleno de diferentes mezclas de agua y glicerina para variar el IR.

Análisis de la respuesta espectral de un sensor de fibra óptica hetero núcleo modificado con nanoestructuras de oro para una mejora en la medición refractométrica

Los dispositivos hetero núcleo de fibra óptica (OF) integran múltiples tipos de fibras ópticas en una estructura única, variando en índice de refracción, diámetro del núcleo o composición del material. Son utilizados como refractómetros, sensores de nivel de líquido y sensores de esfuerzo, destacándose por su alta sensibilidad, tamaño y peso reducidos, bajo costo de fabricación e inmunidad electromagnética. Modificar estos dispositivos mejora su sensibilidad, estabilidad y rangos de medición. En este trabajo, fabricamos un dispositivo hetero núcleo con fibras multimodo (MMF; 62.5/125) fusionadas a los extremos de un segmento de 2.9 cm de fibra óptica sin núcleo (NCF; 0/125). Proponemos una metodología para modificar la superficie del dispositivo hetero núcleo usando nanorods de oro (AuNRs) y grafeno oxidado (GO) depositado con 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES). Primero, sintetizamos AuNRs con el método crecimiento-semilla, formando partículas de oro en esferas y luego en varillas. Depositamos GO a dos concentraciones (55 μg/ml y 85 μg/ml) sobre 1 cm de la superficie central de los dispositivos MMF-NCF-MMF, y luego AuNRs en la misma sección. Analizamos los cambios en la respuesta refractométrica de estos dispositivos con muestras líquidas, con índices de refracción entre 1.3154 y 1.4056 en un intervalo de 1500 a 1600 nm. Usando el método de aproximación para los mínimos espectrales, observamos diferencias en la respuesta a los cambios de índice de refracción, en longitud de onda y potencia transmitida, indicando una mejora cualitativa en la sensibilidad de los dispositivos. En conclusión, el aumento en la concentración de GO y AuNRs mejora significativamente las propiedades ópticas de los dispositivos hetero núcleo. Observamos una mejora en la sensibilidad del dispositivo a los cambios en el índice de refracción. Proponemos el uso de GO y APTES como técnica eficiente para los depósitos de AuNRs en la superficie de los dispositivos de OF.

Análisis de la geometría de los frentes de onda y de los patrones de interferencia Producidos en el Interferómetro con Filo de Navaja (IFN)

En un haz colimado de luz monocromática se coloca una lente convergente, si la lente está libre de aberraciones, emergerán de ella frentes de onda perfectamente esféricos que convergen al foco, si se coloca cerca del foco (antes o después) el filo de una navaja, parte del cono de rayos de luz será obstruido. De acuerdo con el principio de Huygens-Fresnel [1], cada punto del filo que es iluminado actúa como una fuente puntual de luz secundaria dando lugar a frentes de onda esféricos, donde la envolvente da como resultado frentes de onda cilíndricos que a su vez se superponen con los frentes de onda esféricos que provienen de la lente dando como resultado un patrón de interferencia [2]. El análisis de la geometría de los frentes de onda y los patrones de interferencia producidos en función de la posición del filo de navaja respecto al foco de la lente, serán estudiados y descritos en este trabajo. [1] M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 7th ed.Cambridge University Press, Cambridge, England (1999). [2] Pedro Cebrian Xochiuila, et al, “Knife edge Interferometer, part 1: with collimated beam.” Opt. Eng. 53(9) 092006 (13 May 2014) https://doi.org/10.1117/1.OE.53.9.092006.

Comparación y compensación de un escalón de λ/4

En el siguiente trabajo se comparan dos métodos distintos de deposición para películas delgadas que generan un escalón de λ/4, con distinto componente químico. Dichos procesos son el depósito por medio de evaporación, mediante el cual se aplica un recubrimiento de algún material en condiciones de alto vacío sobre alguna superficie. Mientras que para el proceso microlitográfico el cual consiste en transferir a una oblea o sustrato el patrón que se desea a través de una máscara diseñada con anterioridad. Para ello se fabricaron 3 muestras de escalones de λ/4, por ambos métodos, esto con la finalidad de tener varias muestras y así seleccionar las mejores para poder compensar el salto generado por la discontinuidad de las películas por medio de una LCD. De igual manera, se muestran los resultados obtenidos por cada uno de los métodos antes mencionados. Así como el método con que se obtuvieron mejores resultados.

Método simple de sinterizado de partículas por upconversion (UC) utilizando un arreglo tipo Matrioshka

En este trabajo se presenta una nueva aproximación de sinterizado de partículas por upconversion utilizando mínima instrumentación y aire como atmosfera. La incorporación de un agente fluorante promueve la reducción significativa de sinterizado en tiempos tan cortos como 30 minutos sobre una superficie caliente. En consecuencia la implementación del dispositivo se reduce a una simple parrilla y 3 contendores invertidos tipo Matrioshka que evitan el intercambio de oxigeno con el medio ambiente. La simplicidad y robustes del método propuesto permite escalar la cantidad de material en unos cuantos gramos.

Reflectividad de metasuperficie desordenada: un enfoque numérico

Las metasuperficies son materiales nanoestructurados bidimensionales capaces de controlar con precisión a la luz incidente en términos de fase, amplitud y dirección. La organización espacial de las nanoestructuras, ya sea ordenada o desordenada, tiene un impacto significativo en la respuesta óptica de las metasuperficies. Las metasuperficies desordenadas destacan por su capacidad de fabricación a gran escala y con bajo costo. Para analizar la respuesta óptica de las metasuperficies desordenadas, se han empleado herramientas teóricas o numéricas. Sin embargo, las metasuperficies desordenadas presentan desafíos computacionales debido a la complejidad para simular el desorden. En este trabajo se propone una alternativa de bajo costo computacional para calcular la reflectividad de una metasuperficie desordenada compuesta por nanopartículas esféricas de oro suspendidas en una matriz de aire, considerando dos estados de polarización ($s$ y $p$) bajo incidencia normal. El radio de las nanopartículas es de 7.3 nm y la fracción de cubierta es del 22.1 % (parámetros obtenidos de una muestra real fabricada en el INAOE). Los cálculos numéricos se realizaron mediante el método de elemento finito implementado en el software COMSOL Multiphysics versión 6.2. La reflectividad de la metasuperficie se obtuvo a partir de un promedio de las reflectividades correspondientes a metasuperficies semi-periódicas, formadas por una celda con tres nanoesferas replicada periódicamente, evaluando diferentes configuraciones. La reflectividad promedio numérica se comparó con cálculos analíticos basados en el modelo de esparcimiento coherente, el cual corresponde a una solución aproximada de las ecuaciones de Maxwell para el caso de una metasuperficie desordenada conformada por nanopartículas esféricas con una fracción de cubierta baja. La comparación entre los resultados numéricos y analíticos ofrece una validación de la eficacia de la metodología numérica propuesta.

Study of Nonlinear Properties of $Au/TiO_2$ Hyperbolic Materials

In this work we present the nonlinear properties of nanolaminated $Au/TiO_2$ hyperbolic metamaterials with different filling factors. Changing the filling factor of these structures we are able to obtain a wavelength in which the permittivity tends to zero, in this wavelength the third-order nonlinear response is highly enhanced. We studied the nonlinear properties of these samples using the z-scan technique at a fixed wavelength $\lambda=800\, nm$, and observed a clear enhancement of the nonlinear response as a function of the filling factor.

Realce de fotoluminiscencia con metasuperficies aleatorias

Este trabajo presenta un análisis comparativo del acoplamiento del espectro de fotoluminiscencia de puntos cuánticos de silicio, embebidos en una matriz de nitruro de silicio y soportados sobre un sustrato de silicio cristalino, debido a la presencia de una monocapa de nanopartículas esféricas depositadas aleatoriamente sobre el sustrato, dependiendo de la polidispersidad en el radio de las nanopartículas. Específicamente, se calcula la reflectancia de un sistema multicapa (aire, sustrato, monocapa, nitruro de silicio) mediante el método de matriz de transferencia para medios anisótropos, considerando el modelo dipolar para calcular la respuesta efectiva de la monocapa. El modelo dipolar se basa en representar a las nanopartículas, junto con sus imágenes producidas sobre el sustrato, como dipolos eléctricos puntuales, proporcionando una función dieléctrica anisótropa efectiva para la monocapa, que depende de parámetros como la distribución de tamaños de las nanopartículas y la fracción de cubierta. Proyecto parcialmente apoyado por DGAPA-PAPIIT IN107122.

Exploring the Dynamics of Micro-sized Liquid Particles in a Double Potential Optical Trap

La levitación óptica, que se basa en la presión de radiación de la luz para suspender partículas diminutas en el aire sin contacto físico, aprovecha el momentum de los fotones, permitiendo una manipulación precisa mediante el control de propiedades como la intensidad, el enfoque y la polarización de la luz. Este estudio se centra en un experimento llevado a cabo en una trampa óptica de doble potencial, con el propósito de caracterizar tanto dicha trampa como la partícula atrapada, además de abordar la dinámica del sistema en su conjunto. La configuración de la trampa consiste en la interacción de dos haces de luz altamente enfocados. La utilización de partículas líquidas en lugar de sólidas ha permitido mitigar los efectos de las irregularidades en la forma de las partículas y los desequilibrios en las fuerzas ópticas, lo que ha contribuido a la obtención de datos más precisos sobre el movimiento y la posición de las partículas. Mediante la manipulación de variables como la distancia entre las trampas, la potencia relativa de los haces de luz y el tamaño de las partículas, se buscó observar el mayor número posible de transiciones entre las trampas. Se detallan los saltos experimentados por las partículas líquidas, tanto aquellos que pueden ser definidos con precisión como aquellos de naturaleza más indefinida, acompañados de un análisis exhaustivo de las tasas de ocurrencia de estos fenómenos. La conclusión obtenida es que, al igual que sus contrapartes sólidas a escalas micro y nanométricas, las partículas líquidas de dimensiones micrométricas también experimentan saltos en presencia del doble potencial generado por la trampa óptica. Cabe destacar que todas estas observaciones se llevaron a cabo en condiciones atmosféricas normales, es decir, en aire.

Espectros ópticos de medios estructuralmente quirales con periodo espacial graduado

Estudiamos teóricamente espectros ópticos cuando incide luz normalmente en medios estructuralmente quirales, o helicoidales, con periodo espacial variable que localmente tienen una simetría de grupo puntual $\bar{4}2m$. En este caso, un período espacial (paso o pitch) se define como la longitud a lo largo del eje de no homogeneidad, o eje helicoidal, en donde el director de la estructura da una vuelta completa. Consideramos tres gradientes de paso diferentes: a) el valor del paso es constante en cada período estructural y aumenta o disminuye uniformemente en períodos posteriores. b) El valor del paso aumenta o disminuye linealmente desde el período estructural inicial hasta el final. c) El valor del paso aumenta o disminuye linealmente en un período, con períodos idénticos en el medio. En el primer y segundo caso, los espectros muestran una banda óptica ancha de tipo Bragg . Encontramos que la banda óptica es más amplia a medida que aumenta la diferencia entre el valor del paso inicial y final en el medio quiral. Sin embargo, en el tercer caso, hay regiones en donde la luz se transmite principalmente como ondas con polarización circular derecha (RCP), o con polarización circular izquierda (LCP). Dentro de estas regiones hay múltiples bandas ópticas estrechas tanto para ondas RCP como para ondas LCP. Mientras que la reflexión de la luz solo se presenta para frecuencias dentro de estas bandas ópticas estrechas, con reflexión para ambos tipos de ondas, RCP y LCP. Observamos que los espectros muestran conversión de ondas RCP en ondas LCP (y LCP en RCP). Además, encontramos que la frecuencia central de las bandas son armónicos de la frecuencia central de la primera banda.

PPBS usando interferómetro de Mach-Zender

El interferómetro de Mach-Zehnder es un arreglo relevante para el área de la óptica debido a sus múltiples aplicaciones experimentales, como lo son las mediciones de precisión por medio de interferometría, sin embargo, también ha encontrado un sitio dentro de las aplicaciones de la creación de divisores parcialmente polarizados ($PPBS$), los cuales son ampliamente utilizados en los arreglos de computación cuántica basados en polarización de fotones. En este trabajo se presenta el diseño y simulación en lenguaje phyton de un $PPBS$ usando un arreglo del interferómetro de Mach-Zehnder y placas retardarás de fase, consiguiendo crear los valores de $R_V=1$, $R_H=1/3$ y $T_H=2/3$ para los coeficientes de reflexión y transmisión del divisor. Dicho arreglo será utilizado posteriormente de manera experimental para la construcción de una compuerta $CNOT$ óptica.

Uso de redes neuronales predictivas en láseres de amarre de modos pasivo

En este trabajo presenta el estudio experimental realizado en láseres de amarre de modos pasivo, aplicando redes neuronales predictivas para mejorar la estabilidad del dispositivo. El láser estudiado consiste en un esquema capaz de operar en régimen CW, o bien, generar pulsos ultracortos clasificados como NLPs, obteniendo de igual forma espectros amplios del orden de 30 nm hasta 200 nm directamente a la salida. La base de datos del autoencendido del láser se generó de forma automatizada mediante el uso de un sistema de control de polarización incluido dentro del esquema experimental. El sistema de control permite el auto-posicionado de las placas retardadoras mediante la retroalimentación de un sistema de medición temporal-espectral en tiempo real. La base de datos se generó mediante la adquisición de los estados del láser para ángulos en un rango de 0-360 grados en el sistema de control, realizando mediciones para diversas condiciones de temperatura al momento de operar el láser. De esta forma se realizó el entrenamiento de la red neuronal con la finalidad de que el sistema sea capaz de predecir el desfasamiento requerido para no se pierda el amarre de modos pasivo dentro del esquema, pudiendo mejorar el tiempo de respuesta del sistema automatizado, lo que permitió una mayor estabilidad al momento de generar un perfil especifico de NLPs. Recientemente, este tipo de estudio es de gran interés al permitir mejorar la estabilidad de pulsos de dinámicas complejas para aplicaciones de sensado en dispositivos fabricados todo fibra. * Trabajo apoyado por el CONAHCYT a través de Becas Nacionales de Posgrado (no. 1251088), Investigadoras e Investigadores por México (no. 3155), Ciencia de Frontera 2023 (CF 2023-G-109). La Universidad de Guanajuato mediante el proyecto CIIC 006/2024.

Desarrollo de sensor de vibración mediante interferómetros todo fibra

En este trabajo se presenta el desarrollo de un sensor de vibración utilizando técnicas interferométricas a través de arreglos todo fibra. La investigación se realiza de forma numérica-experimental, simulando e implementando experimentalmente un anillo de fibra estándar SMF-28, y usando señales de dinámicas complejas como fuente de bombeo para su caracterización. La señal de entrada del sistema de sensado óptico es generada por un láser de fibra óptica, que cuenta con las ventajas de: tener la capacidad de variar el perfil temporal, alta estabilidad y generación de espectros amplios a través de una longitud de onda de operación de 1,544 nm. El diseño del sensor se desarrolló de forma experimental utilizando una máquina estrechadora con la finalidad de generar el anillo de fibra estándar que permita la interacción interferométrica de los haces contra-propagándose, mientras que la simulación numérica se realizó mediante el programa MatLab utilizando técnicas matriciales para determinar las respuestas espectrales. Los resultados numérico-experimentales cuentan con una concordancia adecuada, lo que permite una alta reproducibilidad en el laboratorio. Los resultados demuestran que el dispositivo desarrollado puede ser de utilidad en la detección de vibraciones, enfocando las primeras aplicaciones al sensado de fallas en motores. De igual forma, se busca eficientizar el arreglo experimental para obtener un prototipo mucho más compacto, capaz de variar el rango espectral libre, frecuencias espaciales y aumento de la sensibilidad mediante la variación de la señal de entrada. Finalmente, este tipo de sensores es de gran interés como bases de desarrollo para áreas enfocadas a la detección acusto-óptica. * Trabajo apoyado por el CONAHCYT a través de Becas Nacionales de Posgrado (no. 1251089), Investigadoras e Investigadores por México (no. 3155), Ciencia de Frontera 2023 (CF 2023-G-109). La Universidad de Guanajuato mediante el proyecto CIIC 006/2024.

Sistemas de comunicación óptico inalámbricos

Las necesidades en materia de comunicación de la población actual incrementan constantemente, de modo que la innovación en tecnologías de comunicación debe encontrarse a la par que las demandas de los usuarios: mayor capacidad de transmisión de datos (Gbps), velocidades más altas, seguridad e integridad de la información, así como eficiencia energética. Las comunicaciones en radiofrecuencia se están quedando atrás para suplir dichos requerimientos, por lo que en la búsqueda de una eficacia en sus procesos y diseños se empezó a trabajar con el espectro óptico. Las comunicaciones ópticas inalámbricas (Optical Wireless Communications) se desarrollan en el rango de los infrarrojos y luz visible dependiendo de las necesidades del usuario. Se describe en éste trabajo un esquema básico de una OWC, comprendiendo sus componentes y características principales: fuentes ópticas (LED/LD), fotodetectores, moduladores, entre otros. Trabajar en el rango óptico amplía las aplicaciones y alcances, con las OWC se pueden fabricar sistemas domésticos, sistemas en entornos exteriores y enlaces en el espacio; se discutirán las áreas de oportunidad y limitaciones de las OWC, así como un prototipo de una OWC de corto alcance y sus resultados.

Sensor de fibra óptica tipo Mach-Zehnder para la detección de pH en soluciones de Alizarin Red S

Los sensores de fibra óptica (FOS) han atraído la atención para el monitoreo y las aplicaciones químicas y bioquímicas a lo largo de los años debido a sus características como la detección de alta resolución, la capacidad de operar en diferentes entornos, la inmunidad al ruido electromagnético, su menor tamaño y la alta sensibilidad. Por tal motivo, estas características únicas de los sensores de fibra óptica (FO), hacen posible utilizarlos también como sensores de parámetros químicos como el pH. Este trabajo presenta un detector de pH con un Interferómetro Mach-Zehnder (MZIF) que opera en soluciones de buffers de pH $4$, $7$ y $10$. El dispositivo MZIF consta de dos secciones cónicas (adelgazadas) con una separación de tamaño $L=10 mm$ entre las secciones. El diámetro de la sección de la cintura es de 40 $\mu m.$, mediante la geometría propuesta es posible detectar los cambios en el espectro electromagnético de la fuente. El sensor propuesto detecta variaciones de pH en soluciones ácidas y alcalinas en agua contaminada con Alizarin Red S (ARS), funcionalizada con nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT). Los resultados presentan diferentes espectros para cada uno de los buffers de pH $4$, $7$, $10$, debido al porcentaje de iones de hidrógeno en cada uno de estos. El pH $4$ presenta mayor desprotonizacion por lo que tiene una mayor adsorción de porcentaje de hidrógeno debido a las cargas negativas de los MWCNT. Se realizó la simulación mediante el método numérico FDTD, esta simulación presenta resultados favorables los cuales concuerdan con los espectros ópticos obtenidos en la parte experimental. Además, es posible observar que una cantidad significativa del campo electromagnético se escapa cuando la luz pasa a través de las regiones cónicas, lo que indica que esta estructura puede generar fuertes ondas evanescentes (EW).

Implementación de una cámara de cultivo ambiental con tecnología optoelectrónica

En este estudio, se presenta un sistema innovador para mejorar el crecimiento de las plantas mediante el uso de tecnología de bajo costo, que incluye fibras ópticas plásticas, filtros UV/IR y sensores electrónicos de temperatura, intensidad de luz y humedad. Este enfoque se plantea como una alternativa eficiente y económica a las cámaras de cultivo ambiental convencionales. Al emplear un sistema de iluminación natural basado en luz visible a través de fibras ópticas, se ofrece la oportunidad de alcanzar importantes ahorros energéticos y favorecer un crecimiento más vigoroso de las plantas mediante la fotosíntesis. Esta tecnología no solo presenta un potencial económico significativo, sino que también tiene una amplia aplicabilidad en la agricultura, tanto en ambientes interiores como exteriores. La implementación de esta cámara de cultivo representa un avance destacado en la agricultura controlada, al permitir un control preciso y dinámico de factores ambientales clave. La tecnología optoelectrónica utilizada facilita la integración de la luz solar a través de fibras ópticas plásticas, lo que garantiza una fuente de luz natural y uniforme en la cámara de cultivo. Este enfoque reduce la dependencia de fuentes de luz artificiales y optimiza el espectro de luz disponible para las plantas, promoviendo así un crecimiento saludable y una fotosíntesis más eficiente. Este trabajo fue apoyado por el CONAHCYT mediante el programa Estancias Posdoctorales por México 2022 con el proyecto No. 2840970, titulado “Diseño e implementación de sistemas de monitoreo inteligente usando dispositivos optoelectrónicos para aplicaciones a los sistemas agropecuarios en Tamaulipas”.

Interfaz móvil para un sistema optoelectrónico de medición del índice de refracción en líquidos

En este trabajo, presentamos el desarrollo de un sistema optoelectrónico inalámbrico con interfaz móvil para el análisis del índice de refracción en líquidos. El sistema utiliza un microcontrolador, una fibra óptica plástica en forma de U como sensor intrínseco, un LED blanco como fuente de luz y un sensor para medir la intensidad de la luz. Los datos recopilados se monitorean en una interfaz amigable e intuitiva de código abierto, lo que resulta en un sistema “open source” de bajo costo. Se ha diseñado un protocolo de comunicación específico entre el microcontrolador y el dispositivo móvil para establecer una comunicación efectiva en el entorno de Internet de las cosas (IoT). Este sistema presenta ventajas económicas debido al uso de componentes comunes, lo que lo hace accesible para una amplia gama de usuarios. La interfaz móvil de código abierto simplifica la recopilación y visualización de datos, mientras que su portabilidad y flexibilidad lo hacen adaptable a diversas aplicaciones. Su infraestructura de bajo costo y código abierto aumenta su resiliencia y accesibilidad, fomentando su implementación en diferentes contextos y comunidades de usuarios. Este trabajo fue apoyado por el CONAHCYT mediante el programa Estancias Posdoctorales por México 2022 con el proyecto No. 2840970, titulado “Diseño e implementación de sistemas de monitoreo inteligente usando dispositivos optoelectrónicos para aplicaciones a los sistemas agropecuarios en Tamaulipas”.

Sistema automatizado para fabricar rejillas de periodo largo mecánicas en fibra óptica plástica

En los últimos años, la creciente demanda de soluciones innovadoras para mejorar la precisión y sensibilidad de los sistemas de detección ha destacado la importancia de la detección del índice de refracción en diversos tipos de líquidos. El avance significativo en sensores ópticos se ha visto impulsado por el uso de fibras ópticas plásticas (POF), con aplicaciones destacadas en la fabricación de rejillas de periodo largo (LPG) en POF. En este estudio, presentamos un sistema mecánico para la fabricación de LPG en POF, controlado por un microcontrolador de bajo costo y alto rendimiento con conectividad Wi-Fi, LED y sensor de intensidad de luz. Esta solución ofrece una alternativa flexible, escalable y económica para aplicaciones que requieren la captura y transmisión de datos ópticos de forma inalámbrica a través de Internet. El sistema emplea un enfoque mecánico para aplicar presión controlada sobre la POF, induciendo deformaciones que alteran sus propiedades y, por ende, su interacción con la luz que atraviesa la fibra. Estas rejillas han demostrado una notable capacidad para detectar cambios en variables físicas como el índice de refracción, con una alta precisión y sensibilidad. Esta herramienta tiene aplicaciones amplias, abarcando desde el control de calidad industrial hasta la investigación científica. Este trabajo fue apoyado por el CONAHCYT mediante el programa Estancias Posdoctorales por México 2022 con el proyecto No. 2840970, titulado “Diseño e implementación de sistemas de monitoreo inteligente usando dispositivos optoelectrónicos para aplicaciones a los sistemas agropecuarios en Tamaulipas”.

Interferómetro de michelson en fibra óptica utilizando una rejilla de periodo largo para la detección de acetona

En este trabajo se presenta la aplicación del interferómetro de Michelson (MI) implementado en fibra óptica estándar para la detección de acetona, la cual es un biomarcador de la diabetes mellitus. La configuración del MI consistió en una rejilla de periodo largo (RPL) grabada por el método de arco eléctrico sobre una fibra SMF-28. Con el objetivo de obtener un mejor contraste en el MI se varío el periodo de la RPL con valores de 515, 520,525 y 530 nm, con 40 puntos de grabado, por otra parte, la distancia entre la RPL y el corte final de fibra fueron de 3, 4 y 5 cm. Para la construcción del MI se realizó la foto-deposición de nanopartículas de oro esféricas de 25 nm, en la punta de la fibra con una potencia de 30 mW a 980 nm. Por otra parte, también se utilizaron películas reflejantes construidas a base de nitrato de plata y el corte perpendicular de la punta de la fibra. Como película sensible se utilizó polidimetilsiloxano (PDMS). Las caracterizaciones del sensor MI se realizaron dentro de un cámara de teflón de 1 litro de volumen, en donde se inyectaron 0.1 ul de acetona diez veces y se midió durante 10 minutos en cada inyección. A partir de los resultados obtenidos se realizó un código de en MATLAB para aplicar las técnicas de análisis de multivariables tales como: análisis de componentes principales (PCA), regresión de componentes principales (PCR) y regresión de mínimos cuadrados (PLS). Los resultados muestran que el menor límite de detección fue de 8.4 ppm para el sensor con periodo de 530 nm usando nanopartículas de oro.

Estudio de las propiedades lineales y no lineales de nanolaminados de dos dieléctricos alternados

Los metamateriales ofrecen nuevas propiedades ópticas ya que tanto la configuración como los materiales influyen en su comportamiento. En este trabajo, presentamos el estudio de las propiedades lineales y no lineales de nanolaminados totalmente dieléctricos compuestos por bicapas de $Al_2O_3/Y_2O_3$. Nuestro estudio simuló eficazmente muestras de nanolaminados mediante elipsometría espectroscópica. Se logró la medición del índice de refracción no lineal de un nanolaminado para la configuración 2/1.2 ($Al_2O_3/Y_2O_3$ ) de $𝑛_2=0.0231 \frac{cm^2}{GW}$.

Esparcimiento de luz por esferoides oblatos de dióxido de titanio en recubrimientos de pintura blanca

Durante muchos años, la industria de recubrimientos de pintura ha dedicado múltiples estudios para mejorar la eficacia del esparcimiento de luz por el dióxido de titanio [1,2], llegando a encontrar que el diámetro ideal para maximizar el esparcimiento de luz es alrededor de 250 nm para partículas esféricas de dióxido de titanio [3], sin embargo, el volumen de dióxido de titanio utilizado puede afectar a la eficacia del esparcimiento de luz debido a la concentración de volumen de pigmento (PVC) . Es por esta razón que en el presente póster se muestra cálculos teóricos sobre cómo esferoides oblatos de altas relaciones de aspecto afectan el esparcimiento de luz en recubrimientos de pintura blanca. Para lograrlo se utilizó el método de la matriz de transición (T-Matrix Method) y la teoría de cuatro flujos, así como métodos computacionales necesarios para realizar los cálculos. Se encontró que una partícula de dióxido de titanio con geometría esferoide de semieje mayor de 250 nm y relación de aspecto de 5 esparce alrededor de cuatro veces más luz que una partícula esférica de dióxido de titanio de radio ideal. Además, que un recubrimiento de pintura blanca conformada por inclusiones esferoidales descritas anteriormente tiene una mayor reflectancia difusa que una conformada por esferas de radio ideal. Estos resultados resultan útiles en la producción de recubrimientos de pintura blanca en los que se busque mantener y/o aumentar la eficacia del esparcimiento de luz mientras se utiliza un menor volumen de dióxido de titanio. Referencias: 1) Diebold, M. (2004) Technical challenges for the TiO 2 industry. Jct Coatings Tech. 1. 36-44. 2) Rutherford, DJ. (2001). Influence of TiO2 Flocculation on the Optical Properties of Alkyd Emulsion Paints. Euro. Coat. J., 6. 18–27. 3) Jean-Claude, A., Vincent, M & Brian, S. (2004). Theoretical study of the scattering efficiency of rutile titanium dioxide pigments as a function of their spatial dispersion. Jct Coatings Tech. 6. 89-97.

Interferómetro de Sacnag con fibra óptica para prevenir la cetoacidosis diabética

La cetoacidosis (cetoacidosis diabética) que se produce en el aliento cetónico debido a la acetona, es común en pacientes con diabetes tipo 1 e incluso en pacientes tipo 2, siendo esto menos común. El alcoholismo puede llegar a ser una causa para la cetoacidosis. Al detectar la cetona presente en el aliento humano se podría prevenir este padecimiento al notar incrementos de esta en el cuerpo. Por lo que se propone implementar sensores de bajo costo usando fibras ópticas. Por lo que en este trabajo utilizamos un interferómetro de Sagnac para la detección de acetona. Esto se realizó midiendo los espectros de salida en el interferómetro y utilizando un láser cuya longitud de onda varía de entre 1520 a 1600 nm. El arreglo experimental se agregó una fibra sensora la cual fue adelgazada con ácido fluorhídrico hasta reducir la cubierta de la fibra a 65 µm para incrementar la interacción de la onda evanescente con la película sensible y las moléculas de la acetona. Como película sensible se utilizó el polímero de polidimetilsiloxano (PDMS). Se midieron los espectros de salida del sensor a la respuesta de acetona. Se utilizó una cámara de teflón hermética para introducir la fibra sensora e inyectar acetona con una resolución de 0.1 µl por 10 veces. Una vez que se recopilaron todos estos datos, posteriormente se realizó un análisis de multivariables como análisis de componentes principales (PCA), regresión de PCA y por último la regresión de mínimos cuadrados (PLS). Los resultados muestran que el menor límite detección fue de 376 ppm.

Estudio comparativo entre PCR y PLS en un sensor OF-Taper para la detección de acetona

El uso de técnicas de análisis multivariante y modelos de predicción representa una alternativa novedosa en sensores basados en fibras ópticas, ya que tienen un gran potencial para estimar las propiedades y la calidad de la respuesta de los sensores de fibra óptica. Este trabajo se centra en comparar y determinar la precisión de modelos de predicción como las técnicas multivariantes de mínimos cuadrados parciales (PLS) y regresión de componentes principales (PCR) aplicadas a sensores de fibra óptica con taper, así como el estudio experimental de las diferentes películas sensoras utilizadas, como son: polidimetilsiloxano (PDMS), polimetilmetacrilato (PMMA), Apiezon T (ApT) y Apiezon L (ApL) para la detección de acetona. La acetona es un biomarcador de la diabetes mellitus que se encuentra en concentraciones del orden de 1,8 ppm en el aliento humano. Los resultados muestran que el sensor desarrollado con la película sensor de PMMA reduce su límite de detección (LOD) en un 94,06% utilizando un ajuste lineal de PLS con 4 componentes principales (PCA) en comparación con PCR utilizando el mismo número de componentes, por lo que el LOD más bajo obtenido fue de 5,56 ppm, el cual podría utilizarse en un sistema de análisis del aliento humano.

Sensor de Etanol basado en fibras ópticas como posible aplicación de un alcoholímetro

La interferometría proporciona una extensa variedad de aplicaciones como el diseño de multiplexores por división de longitud de onda, sensores de compuestos orgánicos volátiles, sintonización de láseres en fibra. El principal objetivo de este trabajo es la construcción de un sensor de Etanol, por su gran importancia en diferentes sistemas, como posible aplicación de un alcoholímetro. La metodología para este sistema utiliza un Interferómetro de Sagnac para la detección de Etanol, acompañado de un láser sintonizable en el rango de longitud de onda de 1520 -1600 nm. El sistema experimental considerado emplea una fibra sensora adelgazada hasta 65 um en la cubierta, para incrementar la interacción con las moléculas de Etanol. Se utiliza una película de polidimetiloxano, como respuesta a esta intersección se miden los espectros a la salida del sensor. La fibra sensora se introduce dentro de una cámara de teflón, inyectando una solución de Etanol de 0.1 ul con un número de repeticiones igual a 10. Con base en los datos obtenidos se realiza un análisis de componentes principales (PCA), regresión de PCA (PCR) y regresión de mínimos cuadrados (PLS). Finalmente los resultados obtenidos indican un valor límite de detección (LOD) del sensor para PCR de 448 ppm utilizando 3 PCAs, y para PLS se obtuvo un LOD 429.09 ppm usando el mismo número de componentes.

Reconstrucción de rostros usando Fourier

Una propiedad de los sistemas lineales es el principio de superposición y en este trabajo aprovechamos esta propiedad para generar retratos faciales combinando partes de rostros como orejas, nariz, frente, ojos, labios y mentón. Todas estas características se determinan de manera selectiva hasta encontrar un perfil específico. Además, el sistema presenta un conjunto de retratos reconstruidos y que puede ser retroalimentado para encontrar el retrato requerido.

Caracterización, cálculo de espesor y ajuste del proceso de evaporación de SiO2 mediante Cañón de Electrones

El presente trabajo describe el procedimiento para depositar SiO2 utilizando una máquina evaporadora de la marca Balzer, modelo BA510A, y un cañón de electrones modelo HVCEB -8 de la marca Island e-Beam. Se destacan puntos cruciales durante el experimento para garantizar la estabilidad de los depósitos y alcanzar el espesor objetivo. Se presentan los resultados de la medición en transmitancia de las películas depositadas obtenidos por un Espectrofotómetro Perkin Elmer Lamba 3B. Se describe el procedimiento para ajustar los valores de transmitancia utilizando el software FilmStart en su versión gratuita, lo que resulta es una técnica para calcular el espesor resultante. Finalmente, se desarrolla un método para calcular el factor de corrección para cada depósito de SiO2 a partir del espesor medido y el espesor calculado en FimStar. Con los resultados, se proporciona una metodología para garantizar el espesor físico mediante el factor de corrección.

Interferómetro de Sacnag con fibra óptica como sensor para la detección de acetona, metanol y etanol como biomarcadores de células cancerígenas

Los biomarcadores desempeñan un papel fundamental en la detección temprana y la gestión efectiva del cáncer. El etanol, el metanol y la acetona han emergido como posibles indicadores de la presencia y progresión de esta enfermedad. Estos compuestos orgánicos volátiles se generan como subproductos del metabolismo celular y pueden ser detectados en diversos fluidos biológicos. Al identificar la presencia de estos compuestos orgánicos volátiles en los fluidos biológicos, se podría acelerar el proceso de detección y de forma no invasora de este padecimiento. Con este propósito se postula implementar un sensor de bajo costo utilizando fibras ópticas. En este trabajo utilizamos un interferómetro de Sagnac para la detección de los biomarcadores. Esto se realizó midiendo los espectros de salida en el interferómetro y utilizando un láser cuya longitud de onda varía de 1520 a 1600 nm. En el arreglo experimental se agregó una fibra sensora adelgazada con ácido fluorhídrico hasta reducir la cubierta de la fibra a 65 µm para incrementar la interacción de la onda evanescente con la película sensible y estos compuestos orgánicos volátiles. Como película sensible se utilizó polímero de polidimetilsiloxano (PDMS). Se realizó la medición de los espectros de salida del sensor a la respuesta de la mezcla de etanol, metanol y acetona. Implementamos el uso de una cámara de teflón sellada herméticamente para insertar la fibra sensible y administrar cada uno estos gases volátiles con una precisión de 0.1 µl durante 10 repeticiones. Después de recopilar todos estos datos, posteriormente se procedió a llevar a cabo un análisis multivariable, utilizando el método de análisis de componentes principales (PCA), regresión de PCA y por último la regresión de mínimos cuadrados (PLS). Los resultados muestran que el menor límite detección fue de 376.5 ppm para acetona usando tres componentes principales en PLS.

Medición absoluta de esferas cóncavas usando un interferómetro tipo Fizeau

Uno de los métodos de pruebas ópticas que nos permite aumentar la precisión en las mediciones es el Método de Medición Absoluta desarrollado por James C. Wyant, la cual se puede usar con cualquier método interferométrico, en nuestro caso usaremos un interferómetro tipo Fizeau con una superficie de referencia de no muy alta calidad. Presentamos resultados preliminares de la medición hecha a una esfera cóncava y estos resultados son comparados con los resultados obtenidos con un interferómetro comercial ZYGO, cuya precisión es conocida.

Caracterización por escáner 3D de elementos ópticos mediante impresión 3D

En este trabajo, se presenta una metodología para la caracterización de los parámetros ópticos de una lente diseñada virtualmente. Una vez impreso el elemento óptico mediante impresión 3D en resina, se procede a realizar un postratamiento para mejorar la calidad de la superficie. Debido a que la superficie pasa por una serie de pasos para su limpieza y pulido [1] , se realizara una caracterización mediante un escáner 3D, con la finalidad de evaluar los parámetros ópticos. El proceso de fabricación se basó en la utilización de una impresora 3D Anycubic Photon Mono X 6ks, se exploraron diferentes parámetros de impresión, tales como la resolución, y los tiempos de curado, con el objetivo de optimizar la calidad óptica y la precisión dimensional de las lentes fabricadas. Posteriormente, las lentes fueron estudiadas utilizando un escáner 3D Next Engine. Este escáner permitió obtener información detallada sobre la morfología de las lentes, la información obtenida posteriormente es estudiada para extraer información como la longitud focal efectiva y poder comparar esta información con los parámetros de diseño, permitiendo reducir desviaciones, resultado de la metodología de fabricación. References: [1] Hernández, A. B., Mendoza, B. V., Tijerina, E. P., & Aguirre, D. A. (2022, September). Study and characterization of components fabricated in a 3D printer. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2307, No. 1, p. 012026). IOP Publishing.

Detección de micropartículas en suspensión utilizando la técnica de resonancia de plasmones superficiales y la teoría de esparcimiento

El aumento de la utilización de plásticos es una gran preocupación a futuro por la contaminación que provocan los residuos plásticos y microplásticos. En el 2020, se estimó que cada año ingresan al medio ambiente de 19 a 23 x 1E6 toneladas de desechos plásticos. Por ello, el monitoreo eficiente de los parámetros físicos y químicos de los microplásticos son importantes para comprender la progresión de sus efectos en el medio ambiente. En este trabajo, se describirá un método para medir el índice de refracción efectivo (neff) de una supensión con micropartículas, empleando la técnica de resonancia de plasmones superficiales en la configuración Kretschmann y la teoría de esparcimiento. El sistema optomecatrónico utilizado consta de un láser (λ=632.8nm), prisma semicircular con recubrimiento de una película metálica, celda de flujo de teflón, fotodetector, platinas con movimiento θ y 2θ, tarjeta Arduino y laptop con una aplicación en LabVIEW que procesa y exhibe los resultados en tiempo real.

Una técnica novedosa para la separación de contribuciones electrónicas y térmicas para el estudio de la respuesta óptica no lineal de sistemas nanoestructurados

En este trabajo presentamos un estudio integral de la dinámica térmica evolutiva cuando se emplea un tren de alta tasa de repetición de pulsos ultrarrápidos para estudiar la respuesta no lineal de un material absorbente utilizando una variación de la técnica Z-scan. La variación de la técnica de Z-scan consiste en utilizar un chopper para modular los ciclos de luz de entrada del haz laser, estudiando las trazas del z-scan en función de la modulación de la frecuencia de rotación del chopper. Debe considerarse que los tiempos característicos de los procesos térmicos varían de nanosegundos a microsegundos, siendo mucho más largos que la duración de los pulsos laser ultracortos de 100 fs. Sin embargo, para osciladores de alta tasa de repetición como en nuestro caso, el tiempo de repetición de pulso a pulso puede ser más corto que algunos de los tiempos de acumulación térmica, permitiendo un calentamiento acumulativo de pulso a pulso. Esta contribución térmica a la respuesta no lineal debe cuantificarse y, por lo tanto, se necesita un modelo de la respuesta térmica para cuantificar esta contribución. Tomando en cuenta lo anterior se realizó una descripción teórica del proceso, esto se hace para demostrar analíticamente que de esta forma podemos separar las contribuciones térmica y electrónica a la no linealidad óptica. Para ilustrar la técnica empleada se estudió la respuesta de un nanocompuesto que consiste en un sustrato de sílice que contiene dos capas separadas, una que contiene nanopartículas de oro y la otra de platino. Este nanocompuesto bicapa nos permite ajustar selectivamente el SPR de sus diferentes componentes, permitiéndonos estudiar la respuesta óptica no lineal colectiva de tercer orden de un sistema integrado tan complejo. Palabras clave: óptica no lineal; pulsos láser ultracortos; nanocompuesto de dos capas separadas; separación de contribuciones electrónicas y térmicas.

Evaluación de Radiopacidad con un teléfono móvil

La evaluación de radiopacidad es un proceso fundamental en radiología que consiste en analizar la capacidad de los objetos o tejidos para bloquear o atenuar la radiación ionizante, como los rayos X. Para evaluar la radiopacidad en una radiografía, se utiliza una tarjeta calibrada de escala de grises, que proporciona una referencia estándar de diferentes niveles de atenuación de la radiación. Al comparar la apariencia de los objetos en la radiografía con la escala de grises de la tarjeta, los radiólogos pueden determinar la densidad y composición de los tejidos, identificar anomalías y diagnosticar enfermedades. Además del ámbito médico, el concepto de radiopacidad también se puede aplicar en otros campos, como la astronomía. Por ejemplo, en la astrofotografía, los astrónomos utilizan la radiopacidad de los diferentes elementos presentes en el espacio, como las estrellas y las nebulosas, para estudiar su composición y características físicas. En este contexto, una tarjeta calibrada de escala de grises podría ayudar a los astrónomos a interpretar las imágenes capturadas por telescopios y otros instrumentos de observación. Por la amplia variedad de aplicaciones que se tienen en este trabajo se consideró hacer uso de un teléfono móvil para usarlo como un densitómetro óptico. Con la idea de calibrar la fotografía capturada con el teléfono su usó la tarjeta de Edmund Optics Mod 54-803 con densidades ópticas entre 0.2-1.2. Como sensor usamos un teléfono móvil modelo Sansung S21. Se presenten los resultados obtenidos.

Variación del ancho espectral del pico de potencia alrededor de 632 nm al aplicar fuerza en una fibra óptica de plástico

Las fibras ópticas de plástico tienen núcleos más grandes en comparación con las fibras en base a sílice, por lo que tienen un comportamiento multimodal. Se usan principalmente con fuentes de luz visible, LEDs, diodos laser, láseres de baja potencia e iluminación comercial. Estructuralmente están hechas de polímeros como el PMMA (polimetilmetacrilato), acrilatos, y poliimidas. El gran núcleo de forma comercial es de PMMA con un pequeño revestimiento de polímeros fluoruros. Regularmente tienen un índice de refracción nuclear más alto que las fibras de vidrio estándar, pero no pueden transmitir datos a larga distancia. Esta diferencia es atractiva para proponerlas como sensores de luz en el espectro visible que no requieran características especiales, equipos especiales o métodos complejos de análisis y para la medición de alguna variable física - ambiental que este dentro del rango de operación y especificaciones de dicha fibra. En este trabajo se presenta un estudio de la variación del ancho espectral del pico de potencia de un láser He-Ne a 632 nm con relación a una fuerza aplicada de forma lateral a una fibra óptica de plástico de 1mm de diámetro. La modulación del pico se registra en un rango de fuerza aplicada de 0-500N de forma gradual sobre un área de menos de 2 cm en la fibra óptica. El experimento se prueba con desbaste diametral recortado sobre la superficie de la fibra en figuras semejando una D. Como resultado se observan variaciones en el del ancho de banda del pico en función de la presión aplicada, los que se traducen en cambios a la salida del lazo con ambos tipos de desbastes siendo el de mayor sensibilidad el desbaste tipo D al 30% al presentar una sensibilidad de 14.2pm/N en un intervalo de 12.5 nm. El dispositivo tiene la posibilidad de usarse como un sensor para aplicaciones industriales o comerciales de bajo costo en rangos de fuerza que no alteren el producto o donde se necesite un sistema de medición con un intervalo muy pequeño.

Metodología para calibración de escala y distorsión de sistemas ópticos

Para poder medir las dimensiones y/o los desplazamientos de diversos objetos con diferentes formas y tamaños a través de fotografías, es necesario crear una metodología que nos permita determinar la precisión de los datos obtenidos. Para ello, se puede realizar una calibración previa a cada medición, la calibración nos permite relacionar los datos de los objetos que nos interesa medir con una referencia de objetos conocidos. Es decir, podemos crear patrones de calibración según nuestras necesidades y capturar una imagen de estos para obtener un escalamiento entre pixeles y milímetros, que es lo que realmente nos interesa. Un factor importante por tomar en cuenta a la hora de calibrar el sistema, es el área del sensor de la cámara que cubre el patrón de calibración, debido a que se puede presentar distorsión positiva o negativa, debido al objetivo usado. En consecuencia, los puntos imagen se desplazan radialmente hacia afuera o hacia adentro del centro de la imagen, este desplazamiento es mayor para los puntos que se encuentran más alejados del centro, lo que resulta en una imagen distorsionada, por ende, es conveniente mantener el patrón de calibración lo más cerca del centro posible o compensar dicho desplazamiento de manera computacional empleando un patrón cuadriculado que nos permita medir la magnitud de las deformaciones.

Captación de vibraciones mecánicas por medio de un interferometro multimodal mach-zehnder basado en fibra óptica

En este trabajo se presenta cómo es que las vibraciones mecánicas pueden ser captadas por medio de interferómetros Mach-Zehnder basados en fibra óptica. Se observó de manera experimental que el patrón de interferencia obtenido de los interferómetros Mach-Zehnder puede cambiar en amplitud y en fase cuando se le aplican vibraciones mecánicas de distintas frecuencias, esto empleando una fuente ASE ya que es de interés el poder tener un espectro amplio en el fenómeno de interferencia. En este punto los interferómetros Mach-Zehnder son sensores de fibra óptica, a los patrones de interferencia de los interferómetros se les aplica la transformada rápida de Fourier, es de interés conocer cuantos modos están interactuando dentro del interferómetro, ya que los sensores basados en fibra óptica emplean los cambios en los índices de refracción del núcleo y de la fibra provocados por los parámetros o fenómenos físicos a medir, haciendo que los patrones de interferencia se modifiquen en amplitud y/o fase. Finalmente se concluye que este tipo de interferómetros son sensibles a las vibraciones y por ende su aplicación como sensores de vibraciones, dónde el procesamiento de sus señales es crucial para conocer la frecuencia de la vibración. Palabras clave: interferómetros Mach-Zehnder, sensor, transformada rápida de Fourier, fibra óptica.

Caracterización y generación de la superposición de dos haces Bessel experimental, numérico

En este trabajo se estudiará la caracterización y generación de la superposición de dos haces Bessel experimentales apoyados con simulación. De acuerdo al trabajo de J. Durnin[1], los haces Bessel son un tipo particular de solución a la ecuación de propagación para ondas electromagnéticas, lo que los caracteriza es su propiedad de "no difracción" o "autoenfoque". Esto significa que, a diferencia de un haz de luz típico que se expande con la distancia, un haz Bessel mantiene su diámetro a lo largo de una cierta región de propagación. Durnin demostró que estas peculiares propiedades de propagación se obtienen a partir de una distribución de intensidad específica en la sección transversal del haz. Esta distribución se describe mediante las funciones de Bessel, de ahí el nombre de "haces Bessel". Para la generación experimental de los haces Bessel se empleará el método de la mascarilla con apertura anular. Este método consiste en iluminar a la mascarilla con frentes de onda plana y colocar una lente convergente a su distancia focal. La luz que pasa por la abertura se difracta y genera un haz Bessel. Para generar los dos haces, se dividirá la intensidad del haz utilizando interferometría, específicamente con un interferómetro de Michelson, tomando en cuenta que el divisor del haz se coloque justo después de la lente, para así asegurarnos que está dentro de la región de propagación en el que es adifraccional. Al ajustar la diferencia de caminos ópticos entre los dos brazos del interferómetro, se puede manipular la separación y la posición de los dos haces, siendo estos los parámetros a caracterizar. Estos datos experimentales se apoyaran con soluciones numéricas realizadas en MATLAB. En el caso de la superposición de dos haces, la distribución de intensidad resultante se obtiene mediante la superposición de las intensidades individuales de cada haz. [1] J. Durnin, J. Opt. Soc. Am. A-Opt. Image Sci. Vis. 4 651-654 (1987).

Optimización en el seguimiento solar como una herramienta que usa motores a paso y Arduino en la captación y conversión de energía solar

Este estudio introduce un seguidor solar automatizado utilizando tecnología de motores a paso y componentes Arduino, optimizado para mejorar significativamente la captación de energía solar. El sistema emplea un diseño que ajusta su orientación azimutal y rotacional basándose en datos de un mapa solar, garantizando un apuntamiento directo y continuo hacia el Sol, lo que resulta en una mejora sustancial de la eficiencia energética a lo largo del día y en diversas condiciones estacionales. El seguidor solar incorpora un termopar situado en el foco de una lente biconvexa que concentra la luz solar, permitiendo el monitoreo de la temperatura en tiempo real. Mediante la comparación de estos datos de temperatura con los obtenidos de un termopar de referencia fijo, el estudio evalúa la efectividad del seguidor en la captación de energía térmica, lo que es fundamental para validar las ventajas del seguimiento automático frente a los sistemas estáticos y determinar la viabilidad de esta tecnología en aplicaciones prácticas. Además, los resultados del estudio enfatizan la importancia de optimizar la absorción de luz solar para aumentar la producción de calor, lo cual tiene implicaciones directas en sistemas de calentamiento de agua y en la generación de energía eléctrica. Se explora el potencial de utilizar el calor solar acumulado para generar vapor, que a su vez puede activar turbinas o motores, transformando la energía térmica acumulada en energía mecánica y, finalmente, en eléctrica. Este proceso no solo mejora la eficiencia de los sistemas de captación solar, sino que también abre nuevas posibilidades para la innovación en el campo de las energías renovables y proporciona una base sólida para futuras investigaciones y desarrollos en la captación solar y sus aplicaciones energéticas.

Estudio y Diseño de Guía Óptica Cónica para Aplicaciones en Iluminación

Dada la problemática de muchas edificaciones por no contar desde su diseño con suficiente luz natural, es viable emplear guías de onda que colectan la luz solar mediante lentes/reflectores acoplados a sistemas mecánicos de seguimiento. Las guías hechas de fibras ópticas plásticas son de bajo costo, sin embargo, la eficiencia se ve reducida debido a las perdidas por absorción/dispersión intrínseca del material de la fibra, implicando sistemas de mayor tamaño. Los problemas de perdidas mencionados anteriormente se reducen utilizando fibras ópticas de vidrio, pero debido a su reducido diámetro se deben emplear en forma de bundles (manojo) para incrementar su área de captación, la desventaja es que su manufactura por lo general representa un reto. El presente estudio, aborda un método novedoso para emplear una sola fibra óptica de vidrio acoplada a una guía de onda cónica que se diseñó, desarrollo y fabrico con el propósito de incrementar la capacidad de captación y transmisión de luz. Cabe mencionar que el tener una sola fibra permite una manufactura menos compleja. Lo anterior simplifica el empleo de un sistema de colección de luz con un lente Fresnel, y su transmisión a un punto deseado. Finalmente, se muestran simulaciones y pruebas de transmisión donde se puede observar la eficiencia del sistema desarrollado.

Sistema óptico de captura de imágenes retinianas de alto contraste y amplio campo

Las imágenes retinianas son estudiadas para obtener información de diferentes patologías asociadas a la visión y enfermedades sistémicas. El bajo contraste y el pequeño campo de visión, constituyen limitaciones comunes de la fotografía de fondo de ojo convencional. El equipamiento comercial es costoso y generalmente voluminoso, limitando su uso fuera de ambientes especializados y en lugares alejados de las principales ciudades, por lo que resulta de interés desarrollar cámaras de fondo de ojo compactas, que mediante el complemento de procesamiento digital, emulen el desempeño de las cámaras comerciales, con bajo costo de producción. En el presente trabajo se diseña, implementa y caracteriza un sistema óptico de captura de imágenes retinianas mediante iluminación trans-pupilar indirecta miniaturizada, reportada como iluminación fuera del eje (off-axis-illumination). La caracterización del sistema se realiza de acuerdo a los requerimientos y métodos de la ISO 10940:2009 y las exigencias de seguridad del ojo respecto a la luz, según la ISO 15004-2:2007. Este estudio forma parte del proyecto: “Imágenes retinianas para diagnóstico médico no invasivo”, cuyo fin es desarrollar un sistema óptico apto para ser usado en telemedicina, que escaneé la retina, tomando imágenes que serán unidas mediante stitching y formar una imagen de campo amplio con alto contraste. Existen varias vías de iluminación de la retina, como la trans-esclera, la trans-pars-planar y la trans-párpado, pero los mejores resultados se logran mediante iluminación trans-pupilar. El principal reto en su ejecución es iluminar y adquirir las imágenes a través del diámetro pupilar aproximado de 4.5 mm, que además se contrae en presencia de luz visible. Los resultados demuestran la capacidad de la cámara propuesta, para captar imágenes retinianas que serán usadas como base en la implementación del método stitching y la creación de una imagen de campo amplio, capaz de mostrar zonas periféricas de la retina.

Regresión de Mínimos Cuadrados Parciales (PLS) aplicado a sensores de Fibra Óptica para Detección de Acetona

Las técnicas de los métodos de análisis multivariable como modelos de predicción abren una nueva visión al análisis de datos aplicados. El método que se utilizó en el presente trabajo es el de Mínimos Cuadrados Parciales (Partial Least Square o PLS), el cual es un método de regresión que utiliza las variables latentes generadas al calcular la relación lineal entre las variables dependientes e independientes dándoles igual importancia y así obteniendo la máxima varianza y correlación de dichas variables. Este método se aplicó a sensores de fibra óptica diseñados con dos rejillas de periodo largo separadas por un 1 cm con un periodo de rejillas de 515 µm para formar un interferómetro de Mach-Zehnder para la detección de acetona. La importancia de la detección de este compuesto orgánico volátil es debido a que la acetona es un biomarcador de la diabetes mellitus. Los estudios clínicos para el diagnóstico de la diabetes suelen ser invasivos y algunas veces traumantes para la población, el desarrollo de estos sensores propone una nueva opción no invasiva a través de la detección de la acetona en el aliento humano cuyas concentraciones son menores a 1.8 ppm. Para realizar un estudio de la respuesta de los sensores a la acetona se utilizaron diferentes películas sensoras las cuales tienen una buena afinidad a este compuesto tales como: Polidimetilsiloxano (PDMS), Polimetacrilato de metilo (PMMA), Apiezon T (ApT) y Apiezon L (ApL). Los resultados muestran que los mejores resultados fueron para el sensor con PDMS como película sensora, ya que se obtuvo el menor límite de detección (LOD) de 1.7029 ppm, utilizando un número de 4 componentes principales.

Interferómetro de Mach-Zehnder de doble paso en fibra óptica para la detección de acetona como biomarcador de la diabetes mellitus

En este trabajo se presenta el desarrollo de sensores basados en fibra óptica en modo reflexión para la detección de la acetona debido a que este compuesto es un biomarcador de la diabetes mellitus, con la finalidad de encontrar métodos menos invasivos con los cuales se puedan medir los niveles de este compuesto en personas que padecen esta enfermedad. Se utilizó el polímero de polidimetilsiloxano (PDMS) como película sensible. Los sensores fueron implementados utilizando fibras ópticas monomodo sobre las cuales se grabaron interferómetros de Mach-Zehnder (MZI), el cual consiste en dos rejillas de periodo largo (RPL) grabadas en cascada por medio del método del arco eléctrico, con una potencia de arco (AP) de 75, duración de arco (AD) de 250 ms y con un periodo de 550 µm, teniendo 20 puntos cada rejilla, y variando la separación entre rejillas de 1 mm, 5 mm y 10 mm. Para aumentar la sensibilidad del sensor, se hizo pasar la luz 2 veces por las RPL empleando el método de reflexión. Se caracterizaron distintos métodos de reflexión, entre los cuales se encuentra empleando solo el corte, un espejo de Faraday, nanopartículas de oro, y una película reflejante de nitrato de plata. Se utilizó el método de análisis de multivariables para encontrar las respuestas de los sensores, tales como análisis de componentes principales (PCA) y posteriormente se aplicaron regresiones lineales utilizando regresión de componentes principales (PCR) y regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR) para obtener los límites de detección (LOD) y la sensibilidad de cada sensor. Los resultados muestran que el menor LOD obtenido fue 1.6 ppm utilizando tres compontes principales y PLSR. De igual forma, se caracterizó la humedad y temperatura de la cámara de gas donde se encontraba el sensor durante las mediciones.

Fabricación de superficies de Aluminio funcionalizadas con láser de pulsos ultra-cortos para desalinización de agua

La destilación solar es una técnica sencilla y prometedora para desalinizar agua de mar y generar agua apta para uso cotidiano. Sin embargo, los sistemas actuales presentan una baja productividad. Con el propósito de incrementarla, en este trabajo se propone reemplazar la superficie de evaporación por superficies altamente absorbentes a la luz solar y superhidrofílicas. Para obtener superficies con estas propiedades, se utilizó un láser de pulsos de femtosegundos con longitud de onda centrada en 800 nm y pulsos de 120 fs a una frecuencia de repetición de 5 kHz. Se estudió el efecto de la polarización del haz incidente (lineal y circular), fluencia por pulso, velocidad de barrido y separación entre barridos en la morfología de la superficie de láminas de aluminio. Las irradiaciones fueron realizadas a incidencia normal en condiciones ambientales normales. La morfología de las superficies irradiadas se determinó utilizando un perfilómetro óptico y por microscopía electrónica de barrido (SEM). Las propiedades de mojabilidad se determinaron mediante la técnica de “medición de ángulo de contacto" y, el porcentaje de absorbancia se evaluó mediante espectroscopía UV-Vis. En general, las superficies tratadas presentaron absorbancias de 94% aproximadamente, independientemente del estado de polarización. En particular, las superficies irradiadas con polarización circular mostraron, de manera simultánea a un alto porcentaje de absorbancia, ángulos de contacto con el agua inferiores a 10°, evidenciando sus propiedades super hidrofílicas. El análisis morfológico indica la formación de estructuras jerárquicas, es decir, la coexistencia de estructuras en el rango micrométrico y en el rango nanométrico, permitiendo el incremento en la absorción de luz y brindando propiedades súper hidrofílicas. Estos hallazgos prueban la efectividad del texturizado con láser para modificar y controlar las propiedades ópticas y de mojabilidad de las superficies.

Generación de aberración de coma controlada utilizando un par de elementos plano-freeform impresos en 3D

Nuestro objetivo principal es demostrar que es posible generar diferentes cantidades de aberración de coma vertical mediante la rotación de dos elementos ópticos plano-freeform. Cada superficie freeform está descrita por un perfil específico que se describe matemáticamente como $t(\rho, \theta)=a_8 Z_8(\rho,\theta)$, donde $Z_8$ es el polinomio de Zernike correspondiente a coma horizontal bajo la convención ANSI Standard Zernikes. Para llevar a cabo experimentalmente este desarrollo, los elementos ópticos se imprimieron utilizando una impresora 3D Form 2 de FormLabs y el material Clear Resin de la misma empresa. Las características de los elementos impresos son: un radio de normalización de $r_N=20$ mm con un coeficiente $a_8=0.20$ mm. Cada elemento se montó en una platina de rotación y se rotaron uno respecto al otro el mismo ángulo en dirección opuesta entre los $0$. grados y los $180$ grados. Se realizó una simulación de los diagramas de manchas (spot diagrams) y el frente de onda obtenidos con el software Ansys, Zemax Optic Studio y se compararon con los resultados obtenidos experimentalmente. Finalmente, se demuestra la viabilidad de utilizar un par de elementos plano-freeform para generar aberraciones controladas

Rotador de Faraday Utilizando un Cristal Paramagnético

Se calculó la constante de Verdet para un cristal óptico BK7 construyendo un rotador de Faraday y comparando el comportamiento de dicha constante con respecto a el comportamiento de distintas longitudes de onda de luz polarizada que atravesaban un material mientras se generaba un campo magnético a través del mismo. A sí mismo, se analizó el comportamiento del ángulo de rotación de la polarización de las distintas longitudes de onda con respecto al comportamiento de la corriente que suministraba un solenoide, el cual generaba el campo magnético a través del cristal óptico BK7.

Modificación de los radios de curvatura locales, en lentes planocóncavas mediante simulación y depósito de películas delgadas

El estudio aborda una innovadora estrategia para la modificación morfológica local de lentes mediante el depósito de películas utilizando un equipo de evaporación Balzers equipado con un cañón de electrones. El propósito es modificar el radio de curvatura local de la lente para corregir aberraciones. En específico la aberración de esférica, esto con el propósito de mejorar su desempeño. Se emplean simulaciones computacionales para establecer la relación entre el espesor de la película depositada y la variación en el radio de curvatura local. Posteriormente, se ejecutan experimentos controlados para ajustar el espesor de la película y monitorear los cambios en la morfología de la lente. Esta técnica permite una modificación más precisa y eficiente del radio de curvatura local, lo que resulta en una mejora significativa en la calidad de la imagen, Las mejoras de la lente se usarán en diversos sectores como la fotografía, la medicina, y la tecnología de la información.

Rejillas de periodo largo apodizadas en fibras ópticas como aplicación en sensores distribuidos para la detección de acetona

En este trabajo se presenta el desarrollo de sensores de fibra óptica para la detección de bajas concentraciones de acetona utilizando rejillas de periodo largo apodizadas, donde la variable principal fue el periodo de grabación. Se utilizó el método de arco eléctrico para el grabado de las rejillas, los siguientes dos parámetros se aplicaron a todos los sensores, 10 puntos por cada periodo y una potencia de arco de 75 mA. Se realizaron 4 sensores diferentes: el primero consta de una rejilla con 3 periodos diferentes: 475µm, 520µm y 620µm (30 puntos); el segundo sensor consta de una rejilla con 2 periodos diferentes: 520µm y 620µm (20 puntos); el tercer sensor está constituido por dos rejillas iguales separadas por 1cm, las cuales tienen 3 periodos diferentes cada una: 475µm, 520µm y 620µm (60 puntos en total) y finalmente, el cuarto sensor, también consta de dos rejillas separadas por 1cm, donde cada una tiene 2 periodos diferentes: 520µm y 620µm (40 puntos en total). Se utilizó como película sensora polidimetilsiloxano (PDMS) para medir la reacción de cada sensor a diferentes concentraciones de acetona: se introdujo el sensor a una cámara de teflón, donde para cada concentración (desde 0µl hasta 1µl en dosis de 0.1µl por medición) se midió durante 10 minutos. Los resultados muestran que el menor límite de detección fue de 2.48 ppm.

Desarrollo de sensores para la detección de compuestos orgánicos volátiles usando un amplificador de fibra dopada con Iterbio

La fibra dopada con iterbio es una fibra óptica con iones de iterbio incorporados en el núcleo de la fibra. Estos iones son excitados por una fuente de luz externa y emiten fotones en una longitud de $1.034 \mu m$. El concepto básico de amplificación en amplificadores ópticos es la emisión estimulada. Este es el mismo principio que un láser, con la diferencia de que los amplificadores ópticos no funcionan con retroalimentación. Este estudio presenta el desarrollo de un sensor basado en amplificadores de fibras dopadas con iterbio para la detección de metanol, etanol, acetona como biomarcadores de células cancerígenas. Actualmente se están explorando métodos alternativos no invasivos para determinar la presencia de estos biomarcadores. Una alternativa son las técnicas de análisis del aliento. Por eso, a la hora de utilizar estas tecnologías, es muy importante contar con sensores que sean fáciles de implementar. En este trabajo se utilizó una fibra dopada con iterbio Yb, sobre la cual se grabaron rejillas de periodo largo (RPL) con un periodo de $550 \mu m$ y como películas sensoras: Polidimetilsiloxano (PDMS) y Polimetilmetacrilato (PMMA). Los resultados muestran que se alcanzan una sensibilidad de $1.67*10^{-7}$ $\frac{w}{ppm}$.

Sensor interferométrico de fibra óptica para medir la respuesta a temperatura y humedad usando el pilidemetilsiloxano PDMS

Los sensores de fibra óptica pueden clasificarse en dos grupos: intrínsecos y extrínsecos. Los primeros, hacen uso de las características internas de la fibra; convirtiendo los cambios ambientales (llamados mensurados) en una modulación de la señal de la luz, haciendo a la fibra como un tipo de transductor. Tal modulación puede estar en forma de intensidad, fase y frecuencia o polarización. El caso de los sensores por longitud de onda; los mismos cambios en el mensurado producen el cambio en la longitud de la onda de luz, la cual, se detecta por el detector. Los sensores basados en la polarización se basan en los cambios de índice de refracción de la fibra que son producidos por el mensurado, esto se conoce como el efecto fotoelástico. Los sensores basados en la fase utilizan los cambios en la fase de la luz para detectar los respectivos cambios en el mensurado. Tales cambios se detectan por interferometría. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de un sensor interferométrico de Michelson utilizando fibra óptica estándar y una película sensible polidemetilsiloxano PDMS. Las variaciones de temperatura fueron en el rango de 25°C hasta 35 °C haciendo pasar un flujo de humedad relativa de 30 a 90%. Se midieron los espectros de salida de los sensores y se aplicó el análisis de componentes principales y una regresión lineal de componentes principales PCR. Los resultados muestran una sensibilidad de 19 pm/°C

Sistema de Control Automatizado para Experimentos de Óptica

El objetivo general del proyecto consiste en diseñar un sistema que simplifique y mejore la realización de experimentos de óptica al automatizar el control de los componentes utilizados. En lugar de ajustar manualmente cada elemento óptico, nuestro sistema utiliza motores controlados por ordenador para posicionar con precisión espejos, lentes y otros dispositivos según sea necesario. Esto no solo ahorra tiempo y esfuerzo, sino que también garantiza resultados más precisos y reproducibles en los experimentos, además hemos desarrollado un software intuitivo que permite a los usuarios controlar fácilmente el sistema y recopilar datos de manera eficiente. El primer objetivo que se destaca en este proyecto, es configurar los motores a pasos para que manden señales a los distintos ejes que tenemos (altura, inclinación vertical e inclinación horizontal). El laser se somete a estás pruebas junto con los fotodetectores. El primer margen que se genera es conservar la altura del punto del láser de manera precisa, controlando lo de manera automática y posteriormente el grado de inclinación y conseguir la altura, inclinación horizontal y vertical deseada para su correcta ejecución. El fotodetector está programado a una altura dada para que el laser se posicioné a una intensidad máxima actuando así de manera precisa. Cuando el láser se mantenga a una distancia considerada del fotodetector, este mismo se desplazará para que el láser siga manteniendo una misma precisión. Una vez que el objetivo anterior este cumplido, se pretende utilizar en espejo para automatizar y garantizar que se mantenga sobre su eje óptico, asegurando que cada espejo se mantenga fijo en el eje. Finalmente nuestro proyecto pretende facilitar la ejecución de experimentos de óptica, beneficiando a la comunidad estudiantil e investigadores al hacer que el proceso sea más accesible y efectivo.

Desarrollo experimental de un sensor de frecuencias de vibración utilizando la estructura mcm de fibra óptica

En la actualidad tenemos a nuestra disposición una gran diversidad de sensores que miden frecuencias de vibración, debido a que tienen una amplia variedad de aplicaciones por ejemplo en el monitoreo de la salud estructural de infraestructura civil como puentes o vía férreas, en el monitoreo de sismos, en la industria aeroespacial, en la medicina y en muchas otras áreas prioritarias. Entre los sensores que se han implementado para estas aplicaciones se encuentran los sensores de fibra óptica. Estos sensores presentan algunas ventajas respecto de otros desarrollados con tecnologías convencionales, pero un inconveniente que se ha presentado en la implementación de estos sensores de fibra óptica es que algunos de los esquemas de medición propuestos son de fabricación complicada, lo que los hace costosos e igualmente las estructuras de fibra óptica utilizadas pueden ser endebles. En este trabajo se muestra un estudio experimental y la metodología a seguir para implementar un sensor de frecuencias de vibración una estructura fibra óptica sencilla, fácil de construir, robusta y de bajo costo; constituida de una fibra óptica multimodo (MMF), una sección de fibra óptica coreless (CF) y por último una fibra óptica multimodo (MMF), conocida como multimodo-coreless-multimodo (MCM). En el esquema propuesto estructura de fibra óptica, se posiciona en contacto directo con la fuente de vibración. Demostramos que utilizando la estructura MCM es posible medir las frecuencias de vibración en un intervalo de 500 Hz hasta 12500 Hz, con un error de medición menor al 0.5 %.

Cambio en la Reflectividad óptica y bandas de energía de una capa de grafeno cuando interacciona con una molécula de Aluminio

Mediante el uso de el código de Quantum Espresso , con la aproximación GGA y GGA modificado para interacciones Van der Waals junto con la teoría funcional de densidad DFT, se hace un estudio de primeros principios para calcular los cambios en las bandas de energía y Reflectividad óptica de una capa de Grafeno cuando interacciona con una molécula de Aluminio. En primer lugar, se encuentra la estructura de mínima energía del sistema Grafeno-Aluminio. Posteriormente, se calculan las bandas de energía, las funciones dieléctricas y la Reflectividad óptica de este nuevo sistema. Se encuentra que en las bandas de energía de este nuevo sistema tiene un comportamiento similar al grafeno solo . Para la Reflectividad óptica en el nuevo sistema se observa que existen dos picos, encontramos que la Reflectividad óptica máxima se observa a 5.19 eV , ubicado en la región de la luz ultravioleta con un valor de 0.7405.

Cálculos AB Initio para la obtención de bandas de energía y función de perdida de la interacción de una capa de grafeno con aluminio

Mediante un estudio de primeros principios se obtienen las bandas de energía y la función de perdida de una capa de Grafeno cuando interacciona con una molécula de aluminio, utilizando la teoría funcional de densidad y la dinámica molecular a 300K y presión atmosférica. Inicialmente se obtiene la estructura de mínima energía para el sistema grafeno-aluminio. Posteriormente, se calculan las bandas de energía, las funciones dieléctricas y la función de perdida de este nuevo sistema. Para las bandas de energía cuando se adsorbe la molécula de Aluminio en el grafeno, podemos observar que el nuevo sistema mantiene el comportamiento de la capa de grafeno solo. Respecto a la función de perdida se observa que existen dos picos bien definidos , encontramos que la función de perdida máxima se observa a 14.62 eV , ubicado en la región de la luz ultravioleta, con un valor de 1.32 x10^15/s. Hemos realizado nuestros cálculos utilizando el código de Quantum Espresso , con la aproximación GGA y GGA modificado para interacciones Van der Waals.

Cristales Fotónicos en Camaleones Pantera

El Camaleón Pantera, originario de Madagascar, tiene la capacidad de modular el brillo de su piel mediante pigmentos específicos. Sin embargo, se destaca que el camaleón macho tiene una característica distintiva de su especie, la cual les permite alterar el color de su piel de verde a amarillo en presencia de competidores machos o hembras potenciales durante un breve lapso de tiempo, esto debido a los cristales de guanina en su piel que actúan como cristales fotónicos. Este trabajo se centra en analizar el comportamiento del la piel del Camaleón, la cual tiene dos capas superpuestas que contienen cristales de guanina organizados en una red triangular, donde dichos cristales pueden contraerse o separarse dependiendo del estado del camaleón. Se realizó una simulación de dicho cristal imitando las propiedades reflectivas del camaleón pantera, esto siendo modelado con una malla triangular de cristales de guanina y dándole soluciones con la ecuación de onda y el método de diferencias finitas en dominio de tiempo. La simulación se realizó considerando tanto el estado de reposo como el estado de excitación del camaleón, esto apoyado por el software OptiWave FDTD. Los resultados obtenidos fueron verificados mediante la comparación con datos obtenidos a través del desarrollo numérico del método por separado. Los cristales fotónicos presentes en la piel de los camaleones tienen una estructura ordenada que les permite reflejar ciertas longitudes de onda de forma selectiva, lo cual en base al análisis realizado permite concluir que las propiedades ópticas de estos cristales influyen en el comportamiento de dicha especie.

Concentrador Solar de lente de Fresnel

Un concentrador solar con lente de Fresnel es un dispositivo diseñado para concentrar la luz solar en un punto focal, una tecnología innovadora que busca maximizar la captación de energía solar para su posterior conversión en electricidad o calor. El objetivo general de este sistema es aprovechar de manera eficiente la radiación solar y reducir los costos asociados con la generación de energía. Este tipo de prototipo de iluminación se basa en la utilización de una lente de Fresnel, que es una lente delgada y plana compuesta por una serie de anillos concéntricos. El diseño de un sistema de iluminación automático es crucial para garantizar un rendimiento óptimo del concentrador. Esto implica la implementación de sensores de luz que detecten la intensidad solar y ajusten automáticamente la posición de la lente de Fresnel para extender la captación de luz solar. En cuanto al diseño óptico, se busca optimizar la forma y disposición de las lentes de Fresnel para concentrar la mayor cantidad de radiación solar en el receptor, minimizando pérdidas y aumentando la eficiencia del sistema. El automatizarlo comprende el desarrollo de circuitos de control y sistemas de seguimiento solar para garantizar que el concentrador esté siempre orientado hacia el sol de manera precisa y eficiente. De igual forma lo mecánico se enfoca en la estructura y el soporte del concentrador, asegurando su estabilidad y resistencia, esto los hace especialmente adecuados para regiones con climas variables o nublados, donde otros tipos de concentradores solares podrían tener un rendimiento reducido se estudian sus características y desempeño para identificar áreas de mejora y oportunidades de innovación en el diseño del concentrador solar con lente de Fresnel. La clave de los concentradores solares con lente de Fresnel es su capacidad para capturar la luz solar difusa, es decir, la luz solar que no llega directamente del sol, sino que se dispersa en la atmósfera.

Análisis de imágenes a través de YUV en la determinación de homogeneidad e interfaces en sólidos presentes en líquidos

A través de un análisis de imágenes de sólidos contenidos en líquidos se determina la homogeneidad o heterogeneidad de muestras, así como la existencia de regiones de separación de diferentes concentraciones. El análisis numérico y gráfico de los datos experimentales obtenidos, comparados con los datos reales conocidos, garantiza que el método es altamente confiable. Los datos experimentales se obtuvieron de imágenes fotográficas de líquidos para lo que de antemano se sabía la concentración de los sólidos, estas se convierten a escala de grises generadas a partir del un espacio de color YUV para calcular la diferencia acumulada de los valores de gris entre líneas de píxeles contiguas, la diferencia acumulada es la que permite identificar las regiones de la imagen que podrían contener diferentes regiones de agua, sólidos e incluso otras sustancias como aceites. El análisis numérico y gráfico de los datos experimentales obtenidos es consistente con los valores reales conocidos de las substancias. Una ventaja del análisis realizado y que podría ser empleado en futuras investigaciones sobre contaminación del agua por sólidos, aceites y otras sustancias es que ofrece una forma no destructiva y visualmente intuitiva de evaluar el contenido de agua entre diferentes fases.

Análisis espectral atómico por plasma para limos granulometricamente tamizados

La técnica de espectroscopía de emisión atómica por plasma es un método analítico muy versátil que permite identificar y cuantificar los elementos que constituyen alguna sustancia, esta técnica permite la caracterización de gases, aguas e incluso suelos de diferentes constituciones. Es por ello, que en este trabajo se hace uso del análisis espectral para la caracterización de suelos utilizados típicamente en la industria de la construcción. Para realizar este análisis se utilizó una muestra de suelo granulometricamente tamizados por la malla #200, con una abertura de 74 micrómetros, posteriormente se tomó una muestra de 0.25 gr y se digestó en ácido hasta disolver la muestra de limos, posteriormente se diluyó en agua desionizada en proporción 1:10, esta muestra se convirtió en aerosol por medio de un nebulizador y se envió por una antorcha de cuarzo que genera el plasma del material dejando solo los átomos del mismo y posteriormente, por medio de un sistema óptico se identificaron los elementos a partir de diversas longitudes de onda. Dentro de los resultados se obtuvo que la muestra de limos está constituida principalmente de hierro, calcio y aluminio; en menores proporciones contiene sílice, fósforo, zinc, cromo y magnesio; de tal modo que el limo analizado puede clasificarse como un suelo aluminio-férrico

Eficiencia de los protectores solares contra uva y uba

Los protectores solares se clasifican por el índice FPS, que significa Factor de Protección Solar. N es el factor numérico que indica cuántas veces se puede prolongar la exposición al sol sin quemaduras. Por ejemplo, con una crema FPS-30, se puede estar expuesto 30 veces más tiempo que sin protección. Los protectores solares protegen contra la luz UVA (400-315 nm) y UVB (315-280 nm), que son los tipos de luz ultravioleta que atraviesan la capa de ozono. La exposición prolongada a la luz UVA puede causar envejecimiento prematuro y aumentar el riesgo de cáncer de piel, mientras que la UVB es responsable de quemaduras solares y cataratas, y también aumenta el riesgo de cáncer de piel. Este estudio evalúa la efectividad de diferentes cremas protectoras solares en bloquear la radiación UV. La metodología incluye la aplicación de una fina capa de protector solar en una placa de vidrio, que luego serán expuestos a luz solar y LEDs UV (UVA y UVB). La transmisión de luz UV a través del vidrio será medida con un espectrómetro para determinar la presencia de espectro UV durante el intervalo de tiempo propuesto por el fabricante. Se empleará un Diseño de Experimentos (DoE) para evaluar múltiples factores: tipo de protector solar (marca, FPS), tipo de luz UV (UVA, UVB) y duración de la exposición (10, 30, 60 minutos). Las muestras serán sometidas a pruebas de espectrofotometría para medir la capacidad de bloqueo de la luz azul y UV.

Encriptación de datos mediante transformada de Fresnel

Un sistema de encriptación óptica se puede simular adecuadamente con un algoritmo numérico y posteriormente si se cuenta con una pantalla de cristal líquido realizar su desarrollo experimental. En este trabajo desarrollamos un sistema de encriptación digital que usa propagación de Fresnel. Los esquemas de encriptación usan la operación de transformada de Fourier y esta puede ser aplicada digitalmente o de manera experimental en un arreglo óptico con una lente transformadora de Fourier donde en la entrada del sistema se tiene el objeto a encriptar $O(x,y)$ y una máscara aleatoria $A(x,y)$. Este trabajo implementa un esquema de Transformada de Fresnel Conjunta (TFC) donde en el plano de entrada se coloca el objeto a encriptar y la máscara aleatoria. Digitalmente se obtiene la transformada de Fresnel a la distancia $z$, y se obtiene la intensidad con una cámara CCD. La información se filtra con la transformada de Fourier y se realiza el proceso de recuperación realizando la transformada de Fresnel inversa. El programa se realizo en Matlab. Se muestran los resultados obtenidos.

Hologramas de abrasión

Durante años hemos buscado formas de compartir información, un método actual es a través de holografía. En este trabajo se tratara de compartir información e imágenes a partir de una técnica para generar hologramas por abrasión que consiste en un rayado en materiales blandos como un acrílico, este rayado consiste círculos hechos con la punta filosa de un trasportador y centro de curvatura en cada punto el objeto a grabar. Para reconstruir la imagen, se ilumina la placa rayada con la luz del sol o con una fuente puntual como la lampara de un LED. Observando la luz dispersada se reconstruye el objeto que dio origen al rayado. Esta técnica de holografía podría resultar muy útil para reducir la cantidad de datos necesarios para la holografía generada por computadora. Se presentan algunos hologramas de abrasión con distintos tipos de objetos. Se discuten sus características en el proceso de reconstrucción.

Implementación de la técnica de interferometría electrónica de speckles y análisis de Fourier para la detección de modos de vibración

La técnica óptica ESPI (Electronic Speckle Pattern Interferometry), es una técnica óptica no destructiva que utiliza un método inteferométrico para analizar deformaciones, vibraciones y cambios en la superficie de los objetos bajo distintas condiciones físicas. Esta técnica tiene la ventaja de su capacidad para medir deformaciones en escala de mico a nano. El presente proyecto aplica la técnica ESPI para el análisis y la detección de los modos de vibración de un material piezoeléctrico. Para el desarrollo de este trabajo se utilizó un interferómetro de tipo Michelson con sensibilidad fuera del plano y con un sistema de iluminación láser para generar los patrones de speckle de la superficie de interés. Mediante un generador de funciones se aplica al disco piezoeléctrico una señal de frecuencia y mientras tanto con una cámara rápida de alta resolución sensor CMOS, se capturan las imágenes de los patrones de speckle formados en la superficie de interés, a 8,00fps. Las imágenes capturadas se procesan mediante un algoritmo computacional realizado en MatLab, el cual extrae la señal de todas las imágenes y aplica la transformada de Fourier a distintos pixeles de dichas imágenes para obtener el espectro de Fourier. Las pruebas experimentales se realizaron aplicando distintas señales al material piezoeléctrico y con ello diferentes frecuencias de muestreo para capturar las imágenes. Los resultados obtenidos demuestran la eficacia de la técnica óptica ESPI para analizar los modos de vibración en materiales. Este proyecto contribuye ampliamente en el campo de la caracterización de materiales, siendo que conocer los modos de vibración de un material nos brinda información sobre su comportamiento y su interacción con el entorno. Ya que es una técnica no destructiva, tiene aplicaciones en campos como la ingeniería de materiales y la investigación cientifica.

Reconstrucción Holográfica Digital a Color

La holografía es una técnica óptica que permite la reconstrucción de objetos complejos en 3D conocida desde la década de los años cuarenta del siglo pasado, pues la inventó Dennis Gabor. Actualmente por la desaparición de la película holográfica esta técnica se ha transformado al ambiente digital, también apoyada por los avances en el aumento la resolución de los sensores CMOS. En principio se ha aplicado la holografía digital para reconstrucción de objetos monocromáticos, pero es posible la reconstrucción en color. En este trabajo se propone implementar la reconstrucción holográfica digital en color, para este desarrollo se usarán tres lasares continuos con emisión en los colores rojo, verde y azul. El arreglo experimental se implementó en el laboratorio de interferometría de la FCFM-BUAP. La cámara CMOS utilizada tiene un sensor de 1” y una resolución de 4 Mega Pixeles. En este trabajo se muestran ejemplos de la reconstrucción holográfica lograda en nuestro laboratorio.

Control de acceso biométrico a base de correlador de transformada conjunta

El control de acceso biométrico es un sistema desarrollado con el fin de evitar el fraude y ofrecer una total seguridad a la hora de acceder a un lugar o servicio. Para ello se autentifica a los usuarios mediante sus parámetros biométricos, es decir, aquellas características físicas únicas de cada ser humano como pueden ser la huella dactilar, el iris o la voz. En este proyecto se presenta una implementación de un sistema de control de acceso biométrico basado en un correlador de transformada conjunta (JTC, Join Transform Correlator). El objetivo principal es realizar un discriminador de imágenes del iris mediante el uso exclusivo de ecuaciones que definen el funcionamiento del correlador, todo ello implementado en el entorno de programación Python con el fin de hacer un programa con el funcionamiento de seguridad biométrica para el usuario. El sistema propuesto permitirá comparar una imagen del iris capturada en tiempo real con una imagen de referencia previamente almacenada. El reconocimiento del iris es un método automático de identificación biométrica, que tiene en cuenta los patrones únicos dentro de una región en forma de anillo que rodea la pupila de cada ojo. Este proceso de comparación se llevará a cabo mediante la aplicación de correlación cruzada, una técnica que permite determinar la similitud entre dos imágenes usando la transformada de Fourier. El resultado de la comparación indicará si la imagen del iris ingresada coincide o no con la imagen de referencia, actuando, así como un mecanismo de autenticación biométrica. La implementación del sistema se realizará exclusivamente en Python, lo que permitirá una mayor accesibilidad y facilidad de reproducción para futuros trabajos de investigación. Se espera que esta contribución demuestre la viabilidad de utilizar procesamientos ópticos y técnicas de correlación

Medición de distancia focal efectiva usando difracción

En instrumentación óptica, es necesario conocer la distancia focal de las lentes con alta precisión. Existen diferentes técnicas empleadas y reportadas en la literatura para realizar esta tarea, como el método de Gauss, el método de Bessel, entre otros. Comúnmente, estos métodos se usan para medir la distancia focal de una sola lente. También existen variantes en el arreglo experimental para medir distancias focales negativas. En este trabajo, se explota el patrón de difracción de una rendija estrecha de algunas micras de abertura para medir la distancia focal. Este método tiene la ventaja de no requerir la localización de los planos principales, como es necesario cuando se mide la distancia focal con un banco nodal. Aplicamos este método para medir la distancia focal de un sistema de dos lentes separadas y realizamos la medición para diferentes separaciones entre las lentes. La medición se contrasta con la fórmula teórica de la distancia focal efectiva. Se presentan los resultados obtenidos.

Relación de transmitancia y absorbancia para sólidos no disueltos en líquidos

En las aguas contaminadas uno de los parámetros más importantes a caracterizar son los Sólidos Suspendidos Totales (SST), definidos como el material particulado que no son capaz de disolverse en un líquido. Por ello, en este trabajo se hace uso de técnicas colorimétricas en un ambiente controlado para determinar la relación que existe este entre la transmitancia y la concentración de SST en un líquido, tomando en cuenta la luz incidente, que en nuestro experimento tiene una longitud de onda de 697 nm, puede experimentar reflexión y absorción. Por lo que la luz que no es reflejada pasa a través del material, y su intensidad se reduce debido a la absorción por parte del sólido. Mostramos que a medida que la concentración de sólidos aumenta la transmitancia disminuye, además, para el caso en el que los sólidos están dispersos en el líquido obtenemos una relación de comportamiento para en un tiempo de 240 segundos de los sólidos.

Propagación de haces vectoriales en medios esparcidores

Los medios con alto esparcimiento, como los tejidos humanos, plantean desafíos para la propagación de haces ópticos, afectando la transmitancia y profundidad de penetración de la luz. Se ha propuesto el uso de haces vectoriales para abordar esta problemática. Este estudio investiga la propagación de haces vectoriales en medios altamente esparcidores. Nuestro objetivo es comprender cómo los haces vectoriales pueden ofrecer mayor robustez y resistencia al esparcimiento en estos medios en comparación con el uso de haces escalares. Nos centramos en la propagación de diferentes configuraciones de polarización (escalar y vectorial) y cargas topológicas de haces Laguerre-Gauss (LG). Para analizar esta interacción, medimos la transmitancia, la deformación del haz y su estado de polarización mediante los parámetros de Stokes, además de calcular el factor de calidad del haz. Resultados preliminares demuestran que los haces vectoriales presentan una mayor transmitancia que los haces escalares. En este trabajo presentaremos una caracterización completa de la propagación de haces en medios con diferentes coeficientes de esparcimiento.

Transformadores de polarización sintonizables en el rango de frecuencias ópticas

En este trabajo se propone el diseño de un transformador de polarización sintonizable basado en un cristal líquido colesterico, que permita cambiar el estado de polarización de la luz en presencia de un campo eléctrico en el rango de frecuencias óptico a temperatura ambiente. De acuerdo a los estudios previos que hemos realizado en cristales líquidos [1-7], el dispositivo diseñado será capaz de convertir la luz circularmente polarizada izquierda en luz circularmente polarizada derecha. También dicho dispositivo será capaz de convertir la luz linealmente polarizada horizontal en luz polarizada vertical.

Caracterización y control de la interferencia modal en sistemas de fibras ópticas con diferentes diámetros para interferometría de Mach-Zehnder

En este estudio se examinó la interferencia modal en un interferómetro de Mach-Zehnder (MZ) configurado con empalmes de fibras ópticas de diferentes diámetros. El objetivo principal fue investigar cómo las variaciones en la longitud de una de las fibras con diferente diámetro afectan la interferencia de los modos de luz y cómo esto influye en la transmisión de luz a través del interferómetro. Al crear dos brazos en el interferómetro con fibras ópticas de diferentes diámetros, se analizó cómo la luz experimenta retardos de fase debido a variaciones en el índice de refracción efectivo y la geometría de las fibras. Estos cambios en el diámetro afectan la constante de propagación de los modos guiados, generando dispersiones modales y patrones de interferencia visibles como notches o caídas en el espectro de transmisión de la luz. Las fibras utilizadas en el experimento tenían cubiertas de 125 micrómetros, pero diámetros de núcleo distintos: 10 micrómetros y 3.5 micrómetros. Se realizaron mediciones detalladas utilizando un analizador de espectro óptico para observar los efectos de la interferencia modal en la transmisión de luz a través del interferómetro. Se observó que la distancia entre los notches en el espectro de transmisión depende de cómo los diferentes modos interfieren constructiva o destructivamente en distintas longitudes de onda. Además, se encontró que reducir la longitud de la fibra de menor diámetro disminuye el número de conversiones entre modos y las oportunidades de interferencia, lo que resulta en menos notches en el espectro. Los resultados del estudio recalcan la importancia de controlar precisamente las dimensiones de las fibras, ya que las variaciones en longitud y diámetro afectan directamente la interferencia de los modos de luz. Este fenómeno tiene implicaciones importantes para el diseño y la fabricación de dispositivos ópticos avanzados, como en aplicaciones relacionadas con la detección de variables físicas o químicas y el sensado.

Obleas ultra-delgadas usadas como filtros ópticos modulables

En este trabajo, se presenta un estudio óptico de una oblea ultra-delgada de silicio usada como un filtro modulable Fabry-Perot. Se analiza el espectro de transmitancia de la oblea regulando su ángulo de incidencia y utilizando diferentes fuentes de amplio espectro para comparar las propiedades ópticas de la oblea. Finalmente se realizaron mediciones con una fuente de supercontinuo, una de radiación de cuerpo negro y una de ruido ASE, mostrando que las señales de transmisión producidas por la modulación del filtro óptico tienen efectividad para usarse en sistemas ópticos con diferentes niveles de coherencia.

Medición de torsión por medio de interferencia super-modal en fibra multinúcleo

Los sensores de fibra óptica tiene varias ventajas como la alta capacidad de transmisión, la inmunidad a interferencias electromagnéticas, la baja atenuación por lo tanto las señales pueden viajar largas distancias sin tener pérdidas significativas de calidad, son ligeras, mejoran la seguridad de datos transmitidos, son resistentes al ambiente lo que significan que no se dañan tanto por el agua o variaciones climáticas es por eso que son ideales para instalaciones exteriores en ambientes corrosivos y peligrosos. La mayoría de los sensores de fibra óptica se basan en estructuras de interferómetros, dentro de los interferómetros de fibra óptica más usados se encuentra el Mach-Zehnder, Michelson, Sagnac, Fabry-Perot, entre otros. El interferómetro Mach-Zehnder ha mostrado ser una excelente elección para su uso como sensor de diversos parámetros. En este trabajo se usa un interferómetro Mach-Zehnder construido con fibra de siete núcleos empalmada entre dos fibras monomodo para la medición de torsión. La torsión alterara las propiedades ópticas de la fibra de siete núcleos cambiando el índice de refracción del material por las fuerzas internas y cambios de geometría de acuerdo con el efecto foto elástico, ocasionando un cambio del camino óptico de los super-modos guiados en la fibra, por ende, el patrón de interferencia cambia y se puede correlacionar directamente con el grado de torsión aplicado al interferómetro. Se obtuvieron factores de sensibilidad de alrededor de 0.00391 dBm/° en intensidad y -0.00953 nm/° en longitud de onda, con variaciones máximas de 0.1418511 dBm y 0.48027 dBm para intensidad y longitud de onda, respectivamente. El sensor láser propuesto se destaca como una solución adaptable y eficiente, que es aplicada en diversos ámbitos como las comunicaciones, la ingeniería civil, el monitoreo, el diagnóstico de daños y las deformaciones estructurales, entre otros.

Caracterización óptica no lineal de nanocubos de plata suspendidos en diferentes medios liquidos

En este trabajo se obtuvieron curvas de barrido en z experimentales para nanocubos de plata de 100 nm de lado, suspendidos en dos medios: agua desionizada y etilenglicol para longitudes de onda de 488 nm y 514 nm. Los resultados obtenidos fueron reproducidos numéricamente usando un modelo numérico no local. Se muestran curvas para potencias incidentes de 10 mW, 15 mW y 20 mW. Los medios líquidos fueron analizados por separado y posteriormente con las nanoparticulas para poder determinar la contribución no lineal de cada compuesto de las muestras coloidales.

Monitoreo de gases contaminantes utilizando una fuente de supercontinuo basada en pulsos de ruido

En este trabajo el diseño de un sistema de monitoreo de gases basado en una técnica de absorción convencional usando una fuente de supercontinuo es presentado. La fuente de supercontinuo es generada mediante el método de pulsos de ruido, obteniendo un espectro plano con un ancho de banda superior a 350 nm en la región de 1400 a 1700 nm, con una alta estabilidad en términos de potencia y de longitud de onda. La radiación de supercontinuo fue usada para detectar simultáneamente dióxido de carbono y acetileno en la región alrededor de 1500 nm y de 1510 a 1540 respectivamente. Los espectros experimentales son comparados con las simulaciones obtenidas de la base de datos HITRAN. Lo cual demuestra que el sistema implementado puede ser usado para la construcción de un sensor o espectrofotómetro de absorción de bajo costo usado para la medición de múltiples especies de gas de forma simultánea o en aplicaciones relacionadas a la espectroscopia de absorción.

Uso de Machine Learning en la identificación de aberraciones en sistemas ópticos

La inteligencia artificial ha comenzado a facilitar algunas tareas diarias, dentro de algunos ejemplos podemos encontrar el reconocimiento de rostros o asistentes de voz en los teléfonos, también se encuentra el reconocimiento de patrones o clasificación. Dentro de la inteligencia artificial podemos encontrar el Machine Learning (ML por sus siglas en inglés), que es el campo de estudio que brinda a las computadoras la capacidad de aprender sin ser programadas explícitamente para esta tarea. La óptica adaptativa es una técnica que permite mejorar la calidad de un sistema óptico, reduciendo en tiempo real las perturbaciones sobre un frente de onda. Una manera de representar estas aberraciones es mediante polinomios de Zernike, ya que son un conjunto de funciones ortogonales bajo un círculo unitario. En este trabajo se propone el uso de algoritmos de Machine Learning para la clasificación de frentes de onda con la idea de identificar qué tipo de aberración se encuentra en el frente de onda analizado. Se propone el uso de algoritmo de maquina de vectores de soporte entre otros algoritmos típicos de clasificación. Se muestran los modelos entrenados y sus resultados.

Diseño e implementación de un sistema vertical de transformada de Fourier para el análisis de la respuesta en frecuencia de muestras de PDMS que han sido expuestas a Bacillus clausii

Este estudio forma parte de una investigación sobre la citotoxicidad del polidimetilsiloxano (PDMS, Sylgard 184) utilizando Bacillus clausii, y evalúa la viabilidad de este material para posibles aplicaciones oftálmicas. Se analizó la respuesta en frecuencia de tres muestras de PDMS antes y después de su contacto con B. clausii para determinar posibles cambios según la longitud de onda. Para ello, se diseñó y montó en el laboratorio un sistema vertical de transformada de Fourier utilizando tres láseres con diferentes longitudes de onda. Los resultados preliminares de la comparación de la respuesta en frecuencia del PDMS, antes y después de su exposición a B. clausii, mostraron que las diferencias observadas entre las pruebas con las tres longitudes de onda se debieron únicamente al escalamiento esperado, sin detectarse un cambio significativo en la respuesta en frecuencia del PDMS tras el contacto con Bacillus clausii. Los resultados muestran que el contacto con la bacteria no modificó la estructura del PDMS y que éste presenta cierto nivel de estabilidad en la respuesta espectral, lo que implica que puede ser utilizado en aplicaciones con luz blanca.

Modifcación de pulsos temporales triangulares en un laser de fibra mediante un controlador de polarización

En este trabajo se utilizó un láser de fibra Q-Switch Mode-Locked, dentro de la cavidad se encuentra un controlador de polarización para modificar el estado de polarización de la luz, por medio del cual cambiamos la forma de los pulsos generados. Se utilizó como bombeo un diodo láser continuo de 980 nm, en la cavidad se tiene una película de ZnO la cual funciona como un dispositivo absorbedor saturable, por lo que obtenemos un láser pulsado. Esta película tiene la particularidad de presentar pérdidas dependientes de la polarización, por lo que aprovechamos esta característica para modificar los pulsos generados. A la salida del láser se observaron los cambios en el estado de polarización y las características del perfil de los pulsos. Dichos pulsos están en el orden de MHz. Espectralmente se obtienen varios picos de emisión con longitudes de onda entre 1569 nm y 1571 nm.

Caracterización óptica del índice de refracción de un polímero potencialmente biocompatible con variación en la temperatura de curado y razón de mezcla

En el mundo se estima que aproximadamente 10 millones de personas sufren de ceguera corneal bilateral lo que convierte a este padecimiento como un problema global, cuyo principal obstáculo son la alta demanda de trasplantes y la escasez de donantes. Lo anterior ha dado paso al estudio de las propiedades físicas y químicas de polímeros potencialmente biocompatibles debido a sus amplias aplicaciones en áreas como la oftalmología en donde son usados, por ejemplo, en la fabricación de lentes intraoculares y de queratoprótesis. Para ello es importante sintetizar estos polímeros para obtener índices de refracción compatibles con el ojo humano. En este trabajo se presentan los resultados de la medición del índice de refracción de muestras de Poli(dimetilsiloxano) (PDMS Sylgard 184) que son manufacturadas con variación en los parámetros de temperatura y proporción de la mezcla. Para la obtención del índice de refracción se utiliza un goniómetro mecánico de alta precisión y los fenómenos de Ángulo de Mínima Desviación y de Reflexión Total Interna, finalmente se comparan los resultados con los obtenidos con equipo comercial.

Supercontinuo ultra-amplio intracavitario generado a partir de un láser de fibra óptica en forma de figura 9

En este trabajo se presenta la demostración experimental de emisión láser con un espectro supercontinuo (SC) ultra-amplio, el cual es obtenido directamente a la salida de un láser de fibra óptica dopada con Iterbio. La cavidad, que tiene forma de figura 9, consiste de un espejo de lazo óptico amplificador no-lineal (NALM), constituido por un segmento de 2.2 m de fibra dopada con Iterbio, 145 m de fibra estándar, un controlador de polarización (PC) y un acoplador 99/01. El otro espejo consiste de un lazo de fibra y es 100 % reflejante. La baja reflectancia puntual (~4%) del acoplador de fibra que conforma el NALM puede reducirse sustancialmente, de manera que el retro-esparcimiento Rayleigh (RS) domine en la retroalimentación de la cavidad, dando lugar así a una operación de láser aleatorio pulsado asistida por RS y por el esparcimiento Brillouin estimulado (SBS). A 3 W de potencia de bombeo, se obtienen oscilaciones pulsadas producidas por la cooperación RS-SBS, con potencias del orden de kW y por tanto sufren un ensanchamiento espectral al recorrer la fibra estándar dentro de la cavidad, dando lugar a un espectro SC. El SC generado se extiende desde el rojo hasta la región de dos micras; cuenta con una región de planitud menor a 5 dB en el rango de 1256-2141 nm y se extiende más de una octava ~856-2141 nm a un nivel de -20 dB (excluyendo el pico principal). La fuente de SC cuenta con un diseño compacto, y como tal podría ser empleada como una fuente de radiación de banda amplia en diversas aplicaciones, como espectroscopía o microscopía.

Láser de fibra dopado con Tulio con Conmutación-Q basado en glicerina como el absorbente saturable

Presentamos experimentalmente un láser de fibra dopado con tulio con conmutación-Q pasiva utilizando glicerina como absorbente saturable . El absorbente consta de dos conectores FC/PC alineados dentro de un acoplador mecánico de fibra a fibra, con el espacio entre ellos lleno de glicerina. El absorbente saturable se integra en una cavidad de anillo compacta, permientiendo la operación conmutación-Q pasiva. A partir de un valor mínimo de 1.7 W se obtienen pulsos de conmutación-Q a una longitud de onda central de 1946 nm. Con una potencia de bombeo máxima de 2.4 W, la duración del pulso, la tasa de repetición y la energía del pulso son de aproximadamente 2 µs, 26,7 kHz y 1,08 µJ, respectivamente.

Pruebas destructivas y no destructivas en concreto asfáltico con adición de caucho

En el mundo de la Ingeniería Civil, la cual se integra de muchas ramas como lo son; Estructuras, Construcción, Materiales, Vías Terrestres estas son unas cuantas que disponen de técnicas destructivas y no destructivas para caracterizar las propiedades mécanicas de los materiales. En este trabajo nos enfocaremos en la rama de las Vías Terrestres donde se le dará suma importancia a la carpeta asfáltica con el fin de que dicha carpeta soporte cambios de temperaturas muy elevadas. Esto con ayuda de varias técnicas y pruebas de los diferentes materiales que conforman la carpeta asfáltica, para lo cual llevaremos a cabo el control de seguridad para lo cual se tendrá un mayor cuidado y seguridad al momento de la elaboración de los especímenes. Es de mayor relevancia mencionar que en este trabajo estaremos utilizando el método Marshall ya que es el método más utilizado en México para determinar la estabilidad y el flujo de los asfaltos; con el cual podremos tener un mejor diseño de la mezcla asfáltica. Sin embargo el uso de estas pruebas genera que el material quede inutilizable por lo que proponemos un método no invasivo para la caracterización de este material, basado en los cálculos de la entropía de imagen y de la intensidad de imagen. Estos parámetros se miden a partir de las imágenes registradas de los patrones de luz dispersada, obtenidos al irradiar una pastilla asfáltica seccionada con dos fuentes de luz: luz láser de He-Ne y luz LED-UV. Para llevar a cabo el análisis se elaborarán seis pastillas con una mezcla asfáltica compuesta por un 4.5 % de caucho las cuales se dejaran reposar un día. Transcurrido este tiempo se comenzarán a llevar a cabo las mediciones para caracterizar la rigidez de las pastillas antes y después de ser sometidas a diferentes grados de presión que compararemos con el método Marshall.

Análisis de la respuesta de un sensor de acetona mediante Análisis de Componentes Principales

Las fibras ópticas en estos últimos años han sido muy empleadas para el desarrollo de sensores, tema de interés en diferentes campos, que van desde aplicaciones biomédicas, hasta aplicaciones de seguridad, las tecnologías de Sensores de Fibra Óptica ofrecen soluciones de detección en entornos hostiles donde fallan los sensores electrónicos. Recientemente se ha demostrado que el uso de componentes principales (PCA) puede simplificar enormemente el análisis de la respuesta de este tipo de sensores de manera que al aplicar PCA a los espectros de transmisión de los sensores de fibra óptica puede observarse de manera clara la relación entre éstos y la magnitud de la variable física de interés. Los sensores inteligentes se están convirtiendo en un componente central en el ámbito científico e industrial para permitir tareas inteligentes como el monitoreo automatizado, la detección de fallas, reconocimiento de patrones, clasificación, entre otras tareas. Los modelos y algoritmos de Machine Learning han han demostrado ser muy útiles en la identificación de patrones y regresiones de datos. En este trabajo se presenta la caracterización de un sensor de acetona con rejillas de periodo largo en fibras ópticas y su estudio con PCA como técnica de reducción de dimensiones.

Sensor de medición de ángulo basado en un interferómetro Mach-Zehnder de fibra óptica adelgazada

Los sensores de fibra óptica son bien reconocidos debido a sus características únicas, como la resistencia a entornos peligrosos, la inmunidad a las interferencias electromagnéticas, la simplicidad, la alta sensibilidad, etc. Los sensores de fibra óptica tienen muchas aplicaciones en el monitoreo de la salud, la predicción de deslizamientos de tierra, la medición geotécnica/civil, etc. Un parámetro importante relacionado con las aplicaciones anteriores es la medición de ángulos en estructuras como en inclinómetros. Por lo general, los sensores de fibra óptica se basan principalmente en interferometría. Esta investigación presenta un sensor de ángulo de fibra óptica que utiliza una configuración de interferómetro Mach-Zehnder construido con una fibra óptica monomodo adelgazada (SMF-28) para mediciones angulares precisas. El sensor tiene una configuración en transmisión para monitorear los espectros de transmisión de fibra SMF-28 adelgazada sometida a dobleces angulares aplicados directamente a la región de adelgazamiento. Esta configuración experimental comprende un analizador de espectros óptico (OSA) como detector y una fuente de luz de espectro amplio incorporada dentro del mismo OSA; que inyecta luz en la fibra adelgazada. La sensibilidad a las rotaciones angulares está controlada por un motor a pasos manipulado con un sistema Arduino, lo que permite aplicar cambios angulares precisos y controlados en la región de adelgazamiento. La configuración del interferómetro de Mach-Zehnder se emplea para detectar y analizar los patrones de interferencia, los cuales presentan un corrimiento en longitud de onda debido a los cambios geométricos y fuerzas internas dentro del adelgazamiento resultantes de los cambios angulares. Se obtienen factores de corrimiento de alrededor de 0.23 nm/°. Este sensor propuesto demuestra aplicaciones prometedoras en diversos campos, como la robótica, la automatización industrial e ingeniería y para mediciones de desplazamiento.

Implementación de un doble interferómetro mach-zehnder utilizando fibra óptica sin núcleo

En el presente trabajo se muestra el estudio y fabricación de un doble interferómetro, colocando en serie dos interferómetros del tipo Mach-Zehnder completamente de fibra. Para su fabricación primero se unió una sección de fibra óptica sin núcleo entre dos fibras estándar de comunicaciones usando una empalmadora de arco eléctrico marca Fujikura modelo ARC Máster FSM -100M.Seguidamente se unieron los dos interferómetros. Se presentan resultados experimentales con diferentes configuraciones de interferómetros multimodales. En unos casos se varía la separación entre los dos interferómetros y en otros se varía la longitud de la fibra sin núcleo. Como resultado se muestra una sobre modulación de franjas, la cual cambia el FSR de los dos patrones de franjas al realizar las variaciones tanto de los parámetros de longitud de la fibra sin núcleo como de la separación de los interferómetros. Se utilizó una fuente de amplio espectro (fuente de luz supercontinuo) obteniéndose franjas de aproximadamente 30dBm en el rango de 1400 a 1500 nm. Los dispositivos fabricados pueden ser utilizados para la medición de diferentes parámetros físicos como inclinación, tensión, torsión etc. En este trabajo se presenta una aplicación para la deformación de vigas por carga. Agradecimientos A CONAHCYT por el apoyo de beca a estudiantes de posgrado (CVU 1252794), (proyecto 3155), y CF-2023-G-109. A la Universidad de Guanajuato, DICIS y DAIP por el apoyo del proyecto CIIC 176/2024.

Influencia de la forma del filtro en la técnica de contraste de fase

La técnica de contraste de fase permite visualizar objetos transparentes, ya que transforma variaciones de fase del objeto en variaciones de intensidad en la imagen. Típicamente se implementa colocando un filtro, que consiste en un disco que crea un cambio de fase en la parte central de la distribución de intensidad, en el plano de Fourier del sistema óptico. En este trabajo se realiza un estudio, a través de simulaciones numéricas, de esta técnica para la visualización de objetos de fase cuando se modifica la forma la forma del filtro, en particular se propone un filtro con una forma piramidal. Se presentan los resultados obtenidos en el plano imagen al cambiar la forma, tamaño y fase del filtro. Y cómo estos resultados se comparan con los obtenidos con un filtro convencional.

Comparación Experimental de la Difracción en Rendijas Cuadradas y Circulares

En este trabajo se presenta un estudio experimental sobre la difracción en rendijas cuadradas y circulares. La difracción en una rendija circular se caracteriza por el radio de Airy, dado por 𝑟=1.22λf/a, donde 𝜆 es la longitud de onda, 𝑓 la distancia focal, y 𝑎 el diámetro de la abertura circular. Para una abertura cuadrada de tamaño 𝑎, los ceros de difracción se ubican en 𝑟=λf/𝑎. Se realizaron mediciones experimentales para comparar los patrones de difracción generados por ambas geometrías de rendijas. Las rendijas se diseñaron en CorelDraw e imprimieron en negativo para alcanzar buena calidad. Los resultados obtenidos permiten entender mejor las diferencias y similitudes en los patrones de difracción, proporcionando una base sólida para aplicaciones prácticas en instrumentación óptica y análisis de sistemas ópticos.

Evaluación de superficies rugosas por proyección de puntos

Actualmente existe gran interés en determinar la forma o topografía de la superficie escleral del ojo humano, para la adaptación de lentes de contacto de apoyo escleral en pacientes que padecen queratocono avanzado. Debido a su rugosidad no se puede evaluar por métodos de reflexión especular como los topógrafos corneales basados en el disco de Placido o en Pantallas Nulas. En este trabajo se presenta un método para la evaluación de superficies rugosas. Utilizando una fuente de luz monocromática, un modulador espacial de luz y otros elementos ópticos para proyectar luz estructurada en forma de puntos; a partir de la calibración del sistema de proyección y de la cámara, relacionando los rayos principales del sistema de proyección con los rayos principales de la luz que llega al sensor se recuperan las coordenadas espaciales asociadas a la forma de la superficie bajo prueba, la nube de puntos obtenida se ajusta a un modelo para su representación continua. Se muestran los resultados obtenidos en una esfera de acero que simula la esclera, así como en la esclera de un voluntario informado. Los resultados preliminares muestran un error cercano al 3%; sin embargo, se pueden mejorar los resultados con una mejor calibración del sistema, que está en proceso.

Pulidor de lentes

Este proyecto está enfocado en el pulimento de lentes para dispositivos ópticos, partiendo como punto esencial automatizar las máquinas para pulir lentes. Las pulidoras eléctricas es una herramienta que se emplea para corregir todo tipo de defectos sobre una superficie, antes del acabado final, a estas máquinas se le implementará un mecanismo de soporte que previamente fue simulado en matlab para verificar su rendimiento y optimización, el mecanismo se creó para que sea oscilatorio y con una fuerza específica, ya que para el pulimento de los lentes se necesita una fuerza determinada, si esta fuerza llegara a ser mayor o menor a la requerida significaría daños y deformaciones a los lentes, por lo tanto sería una gran pérdida de tiempo y materiales para las empresas Al hacer estas simulaciones se notó que tanto tiempo y costos se habían reducido a la hora de pulir los lentes , dando como resultado una óptima automatización, este diseño fue realizado partiendo de la parte mecánica y eléctrica de las máquinas. Este trabajo se realizó en colaboración con el Instituto Nacional de Astrofísica (INAOE) ya que las máquinas de pulimento que existen en el instituto están obsoletas, se dará una actualización para el pulimento adecuando nuevos métodos para garantizar un trabajo impecable, ya que estos dispositivos ópticos se utilizarán a nivel internacional. Como resultados se notó una mejora en calidad y reducción de costos, añadiendo que el tiempo de pulimento se disminuyó considerablemente, esto hace al mecanismo una variable redituable para las empresas.

Análisis de principios de conservación en ondas evanescentes en reflexión total interna

Clásicamente la luz es una onda electromagnética transversal, que se propaga en un medio transparente con una velocidad determinada por el índice de refracción del medio material. Cuando la luz se transmite de un medio a otro con índice de refracción diferente obedece la ley de Snell o ley de refracción de la luz. Si la luz se propaga desde un medio óptico de mayor índice de refracción a otro de menor índice a un ángulo de incidencia mayor al ángulo crítico, donde el ángulo critico está determinado por el ángulo de incidencia para el cual el ángulo de transmisión es de 90°, ocurre el fenómeno de reflexión total interna y toda la energía incidente se refleja de regreso al medio incidente. Bajo estas condiciones en la interfase entre los medios se generan las denominadas ondas de superficie o también llamadas ondas evanescentes. Las ondas evanescentes contrario a lo predicho por la teoría electromagnética no son ondas transversales sino estacionarias, presentan una amplitud de campo que decae exponencialmente en la dirección de propagación a medida que penetran en el medio menos denso y no contribuyen al transporte de energía en esa dirección. En este trabajo se analizan las diferencias de estudiar la conservación de energía y momento en la interfase entre los medios al generarse ondas evanescentes por la teoría electromagnética estándar y al considerar campos electromagnéticos, índices de refracción y ángulos en la ley de Snell complejos. La importancia del estudio de ondas evanescentes radica en sus posibles aplicaciones como en sensores, plasmónica, fibras ópticas, microscopía, etc.

Análisis de patrones de interferencia con objeto sometido a transferencia de calor

Con el interferómetro de Michelson, de una fuente de luz, dos espejos planos, una pantalla y un divisor de haz, dividiremos una onda de luz en dos mitades mediante un espejo especializado. Las ondas se recombinan, creando un patrón de interferencia con franjas circulares de luz y oscuridad. Cuando el objeto se calienta, se observan franjas brillantes y oscuras en la pantalla. Sin calor, las franjas persisten, pero los cambios en el medio pueden afectarlas.

Análisis del Efecto de Borde en Interferogramas mediante el Método de Takeda

El Método de Takeda, basado en la aplicación de la transformada de Fourier a interferogramas con una fase lineal incorporada, se ha convertido en una herramienta poderosa para el análisis de patrones de interferencia. Este estudio se centra en la aplicación de este método para investigar el efecto de borde en interferogramas, una región donde las franjas de interferencia exhiben un comportamiento inusual y que puede tener diferentes interpretaciones. El objetivo de esta investigación es emplear el Método de Takeda para identificar y analizar las características del efecto de borde en diferentes configuraciones de interferogramas. Se realizarán experimentos con interferogramas generados en diversas condiciones, incorporando variaciones en la fase y la amplitud de las franjas. La transformada de Fourier se aplicará a los datos obtenidos para resaltar las características específicas del efecto de borde. Los resultados esperados incluirán la identificación de patrones distintivos asociados con el efecto de borde y una mejor comprensión de los factores que influyen en su formación y comportamiento. Este estudio no solo proporcionará una mayor claridad sobre la naturaleza del efecto de borde en interferogramas, sino que también contribuirá al desarrollo de técnicas más precisas para el análisis de patrones de interferencia en aplicaciones de metrología óptica y otras áreas relacionadas.

La Técnica de Impacto Acústico y su Aplicación Para la Caracterización Mecánica de Una Mezcla Asfáltica con Colillas de Cigarro

La ingeniería dispone tanto de técnicas destructivas como no destructivas para la evaluación de las propiedades de los materiales. Las pruebas destructivas son las que comúnmente se utilizan para probar las propiedades de los elementos estructurales, sin embargo, estas técnicas tienen la desventaja de que al probar el elemento este queda completamente inutilizable. Las técnicas no destructivas, basadas en distintos principios físicos, son otras alternativas para la caracterización de materiales. Dentro de estas técnicas, las pruebas sónicas, tanto el rango audible como de ultrasonido, han logrado caracterizar materiales de manera precisa. En la región audible, la técnica de impacto acústico permite cuantificar la rigidez de un material bajo análisis. Esta prueba permite medir el módulo de elasticidad a partir de la frecuencia dominante del espectro de Fourier del material. En este trabajo se hace uso de la técnica de impacto acústico para caracterizar una mezcla asfáltica modificada mediante la adición de colillas de cigarro, como una alternativa de reciclaje de este residuo altamente contaminante. Los resultados obtenidos muestran corrimientos en las frecuencias dominantes de los espectros de Fourier en cada una de las muestras analizadas, denotando una variación en sus módulos de elasticidad en función de la concentración de la cal hidratada utilizada para el encapsulamiento de las fibras de celulosa de las colillas de cigarro.

Errores en la topografía corneal cuando la lente de la cámara del topógrafo está afectada por la aberración de distorsión

Tradicionalmente los topógrafos corneales utilizan un patrón de anillos claros y oscuros colocados de manera alternada en una superficie cóncava con un agujero en su vértice. La superficie cóncava u objeto se coloca enfrente de la superficie corneal anterior, que funciona como un espejo convexo; por lo tanto, se formará una imagen virtual que será capturada por un cámara que se coloca cerca del vértice de la superficie cóncava. El patrón de anillos se coloca en una superficie curva con la finalidad de obtener una imagen virtual casi plana, para que pueda ser enfocada sobre el sensor de la cámara. Recientemente se ha propuesto el uso de manchas brillantes en lugar de anillos en los topógrafos para facilitar la correspondencia entre cada objeto (manchas sobre el topógrafo) con su correspondiente imagen en el sensor de la cámara. La cámara del topógrafo cuenta con un diafragma que se cierra al mínimo para disminuir el efecto de las aberraciones sobre la imagen; sin embargo, la aberración de distorsión aún podría afectar la imagen; por lo tanto, los resultados para la topografía corneal se desvían de sus valores ideales. En este trabajo proponemos realizar un estudio de los efectos en la topografía corneal cuando la aberración de distorsión no está corregida. Utilizando simulaciones numéricas mostraremos cómo cambian los errores asociados al radio de curvatura y a la constante de conicidad como función del grado de distorsión que afecta la imagen. Además, mostraremos los mapas sagital y tangencial de la potencia dióptrica. Este trabajo es financiado por el Consejo Nacional de Humanidades Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT) a través de la beca posdoctoral asignada al Dr. Oliver Huerta Carranza (CVU: 710606). Además, el trabajo fue apoyado por DGAPA-UNAM, a través de los proyectos PAPIIT IN112123 y IT103623.

Simulación numérica de un filtro Lyot dinámico con ancho de banda reducido

En este trabajo numérico mostramos un filtro Lyot (LF, Lyot Filter) de dos etapas concatenadas cuyo ancho de banda puede ser reducido de forma dinámica. La primera etapa incluye un LF1 con fibra óptica estándar de 50 m de longitud embobinada en un cilindro de 1.8792 cm de radio en el que se ha inducido birrefringencia lineal por curvatura y tensión. La birrefringencia lineal inducida por curvatura y tensión puede ser incrementada de -1.524x10-6 a -4.956x10-6 por lo que el periodo del LF1 disminuye de 31.5 a 9.55 nm y el ancho de banda de 15.75 a 4.77 nm. La segunda etapa incluye un LF2 con fibra de alta birrefringencia (Hi-Bi, Highly Birefringent) de 4.8050x10-4 y 15 cm de longitud generando un periodo de 33.3 nm y un ancho de banda de 16.6 nm. La transmisión del LF propuesto presenta un ancho de banda de 11.7 a 4.62 nm que representa una reducción de 25.7 a 3.1 % en comparación con el LF1. Además, se logró una reducción máxima del 57.8 % en la transmisión de las bandas laterales en el rango espectral de 1520 a 1570 nm. El LF mostrado puede ser empleado en láseres pulsados para modificar dinámicamente el ancho de banda.

Instrumentación de telescopios galileanos híbridos en pacientes con diagnóstico de baja visión

En este trabajo se presenta el desempeño de telescopios Galileanos híbridos usados en pacientes con diagnóstico de baja visión. Para llevar a cabo el diseño de estos instrumentos se utiliza lentes de tiendas comerciales (Thorlabs) y lentes de manufactura aditiva mediante impresión 3D. Además, se desarrolla el proceso de fabricación de las carcasas y el pulido de las lentes de manufactura aditiva, así como la instrumentación de los telescopios. Se evalúa el poder de amplificación teórico y experimental obtenidos con los instrumentos. Adicionalmente, se realiza una comparación entre un telescopio construido únicamente por lentes de tiendas especializadas, otro con lentes de manufactura aditiva y un tercer telescopio instrumentado mediante una combinación de lentes de impresión 3D y lentes comerciales. Finalmente, se muestran los resultados obtenidos en pruebas de agudeza visual y sensibilidad al contraste en pacientes con diagnostico de baja visión, así como el campo visual obtenido con el uso de estos telescopios.

Optimización de un Sensor Basado en Resonancia de Plasmones de Superficie para la Medición de Concentraciones en Soluciones Binarias

La resonancia de plasmones de superficie (SPR) es un fenómeno ampliamente estudiado por sus aplicaciones en diversas áreas, especialmente en el ámbito de los sensores. En este trabajo, se propone y modela un sensor basado en SPR para medir concentraciones en soluciones binarias, además, se optimizan los parámetros del sensor para la detección de $CuSO_4$ en una solución acuosa. El análisis se llevó a cabo mediante simulaciones utilizando el método de la matriz de transferencia, un enfoque que permite estudiar el sistema en capas delgadas para determinar la reflectancia medida. A través de simulaciones, se varían diferentes parámetros libres del arreglo (configuración de Kretschmann), como el grosor de las capas delgadas, el índice de refracción del prisma y la longitud de onda del láser, se optimizaron la sensibilidad, claridad y eficiencia, se evalúan todos estos factores para determinar el arreglo que maximiza el rendimiento del sensor. Estos resultados facilitan el diseño de un sensor de concentraciones basado en SPR, la implementación de este sensor puede ampliar las opciones disponibles en el mercado para aplicaciones en biología y análisis ambiental, aunque futuras investigaciones pueden centrarse en su implementación tomando en cuenta diferentes sustancias o en otros contextos.

Estudio de las propiedades no lineales de sistemas con dos capas de nanopartículas metálicas embebidas en un dieléctrico

La tecnología fotónica, crucial en sectores como las telecomunicaciones y la informática, impulsa la demanda de dispositivos más rápidos y eficientes. En este marco, los materiales nanoestructurados formados por dos capas de nanopartículas metálicas de oro y plata embebidas en un dieléctrico, como el silicio, se perfilan como una solución prometedora para optimizar las respuestas no lineales de estos sistemas. Este estudio investigó las propiedades ópticas no lineales de tres muestras, desarrolladas mediante técnicas de implantación iónica, para evaluar cómo la distancia entre las capas de nanopartículas afecta su comportamiento óptico no lineal. Se aplicó la técnica de escaneo Z con pulsos de femtosegundos para medir con precisión los coeficientes de absorción y refracción no lineales. Además, se utilizó la espectroscopia para determinar los coeficientes de absorción lineal, identificando los picos de resonancia del plasmón localizado, característicos de estas nanopartículas metálicas. Los resultados revelaron que la proximidad entre las capas de nanopartículas influye significativamente en la refracción no lineal y, adicionalmente, se obtuvieron comportamientos no recíprocos en las respuestas no lineales de cada cara de las muestras. Las mediciones en los escaneos Z cerrados confirmaron que los procesos involucrados son de tercer orden y que los índices de refracción no lineales varían entre las muestras, dependiendo del espaciado entre las capas. En conclusión, la combinación de nanopartículas de oro y plata en un mismo sistema mejora notablemente la respuesta refractiva no lineal comparada con las muestras que contienen solo una especie de nanopartículas. Además, proporciona nuevos parámetros de diseño para manipular la respuesta no lineal de las muestras. Estos resultados abren nuevas posibilidades para el diseño de materiales con propiedades ópticas específicas.

Curvas de Z-scan de Ftalocianina impurificada con Hierro (F16FePc) variando potencias en la longitud de onda de 633 nm

Las ftalocianinas son materiales orgánicos que al iluminarlas con luz de alta potencia (luz láser) presentan un comportamiento óptico no lineal y con respuestas menores a los picosegundos, por este motivo son de interés en aplicaciones como interruptores ópticos, moduladores o medios fotorrefractivos [1]. La técnica de Z-scan es un método que sirve para calcular el índice de refracción no lineal y consiste en medir la potencia a campo lejano con un fotodetector, el cual contiene una abertura pequeña alrededor de 2 a 3 milímetros; esta potencia es medida al desplazar la muestra cerca de la cintura del haz enfocado con una lente convergente [2]. En este trabajo se caracteriza un tipo de ftalocianina impurificada con hierro (F16FePc), utilizando la técnica antes mencionada, al irradiarla con luz de un láser de He-Neón de 633 nm a diferentes potencias, las cuales son reguladas por un atenuador y así observar los cambios en el índice de refracción no lineal. [1] C. C. Leznoff, A. B. P. Lever. Phthalocyanines: Properties and Applications (Volumen 4). WILEY - VCH [2] M. Sheik-bahae, A. A. Said, E. W. Van Stryland (1989). High-sensitivity, single-beam n2 measurements. Optics Letters. Vol.14, No.17.

Medición de una superficie de forma libre con un sensor de Shack-Hartmann

Las pruebas geométricas se basan en el análisis de las trayectorias de los rayos de luz. Dentro de este tipo de pruebas se encuentran, entre otras, la prueba de Hartmann y la de Shack-Hartmann, que son de fácil implementación y resultados confiables. El objetivo de estos métodos es la reconstrucción de un frente de onda. El éxito de la primera aplicación de una freeform en un instrumento comercial es la que se encuentra en la cámara instantánea Polaroid SX-70 en 1972. [1]. La lente tiene un lado convexo que es esférico, pero al reverso es una superficie complicada descrita por un polinomio no rotacional de la forma: $$ z(x,y)= \frac{c(x^2 + y^2)}{1+\sqrt{1-c^2(x^2+y^2)}} + a_1(x^2+y^2)^2 + a_2(x^2+y^2)^3 + a_3 x^2 + a_4 x^3 + a_5 x^4 + a_6 x y^2 + a_7 x^2 y^2 + a_8 y^4 $$ En este trabajo se describen los resultados experimentales de medir esta superficie con un Sensor de Shack-Hartman comercial, ThorLabs Mod. WFS30-7AR. En vez de incluir un sistema óptico de acoplamiento de la pupila de la superficie y la del sensor, se realizó un escaneo del sensor sobre el frente de onda y por un procedimiento de hilvanado o stitching se recupera la forma completa del frente de onda. $\textit{Agradecimientos:} \text{ Este trabajo ha sido apoyado financieramente por la DGAPA-UNAM con el proyecto PAPIIT No. IT103823.}$ $\textbf{Referencias: [1 ]} \textit{ Manufacturing and measurement of freeform optics- F.Z. Fang, X.D. Zhang, A. Weckenmann, G.X. Zhang, C. Evans.}$

Polariton Bose-Hubbard dimer with $\mathcal{PT}$-symmetry

Proponemos una configuración de microcavidad rallada para formar un condensado polaritónico con simetría $\mathcal{PT}$ (Paridad-Tiempo) y poder estudiar las propiedades de polarización. En nuestro caso, la simetría $\mathcal{PT}$ se preserva en presencia de interacciones polaritón-polaritón. En el caso de un débil desequilibrio de ganancia-disipación, comparado con la división de polarización lineal, la esfera de polarización de Stokes se deforma en una elispoide. Mostramos que cuando la división de polarización lineal es débil, i.e., cuando la simetría $\mathcal{PT}$ se rompe para sistemas sin interacción, la esfera de Stokes se convierte en una hiperboloide, pero la dinámica pseudoconservativa se mantiene. Esto permite la manipulación de la polarización del condensado polaritónico cambiando la división de polarización sin perder coherencia.

Análisis de sensitividad de metasuperficies desordenadas para biosensado mediante teorías de esparcimiento múltiple

Las metasuperfices plasmónicas han llamado la atención de la comunidad para el biosensado por su capacidad de realce y confinamiento de la luz; propiedades que se presentan tanto en sistemas ordenados como desordenados. El uso de metasuperficies ordenadas como biosensores se basa, principalmente, en la fácil identificación de la excitación de resonancias plasmónicas en espectros de reflectancia sin embargo, su fabricación resulta costosa y demandante en tiempo en comparación a los sistemas desordenados. Aunque los sistemas desordenados pierden resolución en mediciones de espectros de reflectancia, se ha mostrado que, en espectros de cambio de fase relativa a la polarización de la luz incidente, es posible emplear estos sistemas para el biosensado como una alternativa eficiente con procesos de fabricación más baratos y rápidos. En este trabajo, se evalúa teóricamente la sensitividad para el biosensado basado en espectros de cambio de fase de una metasuperficie de nanopartículas esféricas idénticas de oro soportada sobre un sustrato de vidrio e inmersa en un medio acuoso. Para el cálculo de la respuesta óptica de este sistema se contrastan dos modelos: el modelo de esparcimiento coherente (CSM) y la teoría de película delgada (TFT), ambas teorías de esparcimiento múltiple con las que se determinan el radio de las nanopartículas y la fracción de cubierta de la metasuperficie que optimizan el corrimiento de la resonancia plasmónica a ángulos de incidencia mayores al ángulo crítico. Finalmente, se compara la sensitividad de las metasuperficies con los parámetros optimizados según el CSM y la TFT (en el esquema de cambio de fase) con la senstividad de un película delgada de oro de 50 nm empleado como biosensor comercial (en el esquema de reflexión).

Coeficiente de absorción lineal en nanopartículas de oro esféricas

En este trabajo se presenta la caracterización lineal de nanopartículas esféricas de oro suspendidas en agua desionizada y en aceite de ricino obtenidas por una variante del método de Turkevich, síntesis o método inverso, propuesto por Puntes y colaboradores en el que la adición de reactivos se hace en secuencia inversa (adición de $HAuCl_4$ a una solución de citrato de sodio hirviendo) lo que conduce a la producción de nanopartículas de $Au$ con un tamaño pequeño y una distribución de tamaño estrecha [1]. Se presentan las microscopías obtenidas, así como el análisis estadístico referente a la distribución de tamaño del diámetro de las partículas, se obtuvieron los espectros de absorción de las muestras bajo estudio y se determina el coeficiente de absorción lineal para las longitudes de onda de 514 nanómetros y 488 nanómetros usando la ley de Beer[2]. Se realizaron varias mediciones del coeficiente de absorción lineal variando la potencia incidente observando una tendencia decreciente en dicho coeficiente con el incremento de la potencia, lo que podría ayudar a determinar el umbral de potencia en el que efectos no lineales pueden estar presentes dentro de la muestra. Referencias [1] Ojea-Jiménez, I.,Bastús N.G., & Puentes V. (2011). Influence of the sequence of the reagents addition in the citrate-mediated synthesis of gold nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry C, 115(32), 15752-15757. [2] Saleh, B. E., & Teich, M. C. (2019). Fundamentals of photonics. john Wiley & sons.

Biostimulación laser de una muestra orgánica usando haces con momento angular orbital

Los campos ópticos que portan momento angular orbital (OAM por sus siglas en inglés) poseen diversas características que los distinguen y los hacen una herramienta fundamental, por ejemplo, en atrapamiento óptico y micromanipulación. Sin embargo ésta propiedad hasta donde sabemos no ha sido explorada en el área de bioestimulación, donde puede relacionarse con efectos metabólicos inducidos en plantas. En este trabajo analizamos la respuesta de semillas de consumo a la irradiación de luz laser que porta OAM. Los estados de luz con OAM son generados en un sistema holográfico de Fourier en cuyo plano focal se colocan las muestras preparadas in vitro. Los resultados muestran una correlación positiva entre la tasa de germinación y las muestras irradiadas con OAM. Consideramos que estos resultados abren nuevas vías de investigación en el ámbito del uso de luz estructurada como bioestimulador.

Campos ópticos con polarización espacialmente variante aplicados en biostimulación de semillas ornamentales y/o de consumo

Los haces ópticos con polarización espacialmente variante son haces vectoriales cuyo estado de polarización en cada punto de la sección transversal es controlable. Dada la importancia de la polarización en efectos de interacción de radiación con la materia, estos campos tienen un gran numero de aplicaciones. Una de ellas, que llama fuertemente la atención es su aplicación y aprovechamiento como bioestimulador, en particular en el proceso de la embriogénesis. En este trabajo desarrollamos una técnica interferométrica para generar haces con polarización espacialmente variante y son aplicados como bioestimulador de embriogénesis asimbiótica en el proceso de germinación de semillas de consumo. Los resultados muestran efectos significativos en las tasas de germinación de semillas irradiadas con respecto a muestras de control no irradiadas. Consideramos que los resultados de estas investigaciones constituyen una plataforma prometedora para el desarrollo de nuevas biotecnologías.

Implementación de un interferómetro Michelson de bajo costo para medir el índice de refracción de un vidrio y la expansión térmica de uno de los espejos

En este trabajo, presentamos los resultados de la medición del índice de refracción de un portaobjetos de microscopio, t≤1,5 mm, y de la expansión térmica de un espejo, utilizando una configuración del interferómetro Michelson de bajo costo desarrollado por el grupo Electro-Photon. El dispositivo genera un patrón de interferencia característico compuesto de anillos concéntricos. Cuando un objeto se coloca en el brazo de muestra del interferómetro y se gira en su propio eje, se crea una diferencia de trayectoria óptica, provocando un desplazamiento de las franjas de interferencia en el interferograma. Un fenómeno similar ocurre al incrementar la temperatura de uno de los espejos que conforman el interferómetro al utilizar un soplete de mano. La determinación del índice de refracción y de la expansión térmica del vidrio y del espejo se realizó analizando el desplazamiento de las franjas con respecto a un punto fijo en el patrón resultante. Los resultados experimentales muestran un error de medición del índice de refracción menor al 1% respecto al valor proporcionado por el fabricante. En cuanto a la expansión térmica, los resultados de la expansión térmica varían de acuerdo al tiempo de encendido del soplete, como es de esperarse. En ambos casos demostramos que el interferómetro de bajo costo puede ser implementado en prácticas de laboratorios en todos los niveles educativos con presupuesto limitado.

Espectroscopia de Fourier Infrarroja aplicada al monitoreo no Invasivo de glucosa

El uso de luz como herramienta de diagnóstico se encuentra en una etapa de diversificación debido a los múltiples grados de libertad y técnicas presentes que pueden controlarse y aprovecharse. En la actualidad la alta incidencia de diabetes y sus efectos adversos en población cada vez mas joven hacen imperante la necesidad de tener vías alternativas para monitorear los niveles de glucosa presente en el organismo. En este trabajo implementamos una técnica basada en espectroscopia de Fourier para identificar los espectros de emisión de glucosa en concentraciones acuosas. Identificamos los picos de absorbancia característicos de la glucosa y con ello demostramos la viabilidad de la técnica propuesta como un concepto alternativo en el monitoreo de glucosa no invasivo.

Aplicaciones del Cálculo Vectorial en Óptica: Un Estudio de Polarizadores y el Efecto Twisted Nematic

La manipulación de la luz como ondas electromagnéticas, nos ha permitido el uso de esta en aplicaciones tales como, fotografía, pantallas de cristal líquido, telescopios, entre muchas otras. El presente poster y experimento se centra en el análisis de polarizadores y el efecto Twisted Nematic (TN) en pantallas de cristal líquido (LCD). A partir del cálculo de Jones, exploramos cómo los polarizadores lineales y los retardadores de fase interactúan con la luz y afectan a su vez su estado de polarización, además, examinamos en detalle el fenómeno del efecto Twisted Nematic(TN), elemental para el funcionamiento de una gran cantidad de dispositivos de uso común, tales como, relojes, televisiones, celulares, computadoras, entre otros; así, mostrando de forma directa el paso de las matemáticas, específicamente, el análisis vectorial a aplicaciones directas del mundo real, y la relevancia de estas en la vida cotidiana.

Caracterización de las vibraciones mecánicas mediante el diseño de un interferómetro de Michelson fabricado con impresión 3D

La implementación de un interferómetro de Michelson diseñado a través de la tecnología de impresión 3D se revela como una solución innovadora y económica para la evaluación de vibraciones mecánicas. Se posibilita la fabricación de un dispositivo altamente preciso, capaz de detectar con sensibilidad mínima desplazamientos inducidos por vibraciones en sistemas mecánicos diversos. Este desarrollo presenta un gran potencial para aplicaciones prácticas en campos como la ingeniería de precisión, la monitorización de estructuras, ofreciendo una herramienta versátil y adaptable para el análisis y control de vibraciones en una amplia gama de escenarios. Este trabajo proporciona una descripción del diseño y funcionamiento de un interferómetro creado con tecnología de impresión 3D, destacando su capacidad para medir vibraciones mecánicas con precisión. Los resultados obtenidos muestran la efectividad del interferómetro en la detección y caracterización de vibraciones, respaldando su utilidad en diversas aplicaciones industriales y científicas. Además, este enfoque innovador resalta el potencial de la impresión 3D como una plataforma versátil para la creación de instrumentos ópticos avanzados. En conclusión, el interferómetro diseñado con impresión 3D ofrece una solución rentable y eficiente para la medición de vibraciones mecánicas, abriendo nuevas posibilidades para la investigación y la ingeniería en el campo de la instrumentación de precisión.

Estudio de un derivado de imidazol para aplicaciones en el desarrollo de sensores

En este trabajo se muestra un estudio teórico del desarrollo de un derivado de imidazol como material fluorescente para el desarrollo de quimiosensores. Los derivados de imidazol presentan un atractivo debido a sus propiedades ópticas únicas, como la quimioluminiscencia, absorbancia y fluorescencia. En estudios anteriores, los derivados de imidazol tienden a ser polares por lo que se espera una mayor interacción con este tipo de disolventes provocando un mayor cambio en las transiciones electrónicas de la molécula. También se ha reportado el efecto de parámetros como la temperatura y el pH causan sobre las características espectrales de estas moléculas. Por lo que se presentan resultan resultados de la física detrás del proceso de absorción de un derivado, la metodología para desarrollar la síntesis del imidazol y obtener el nuevo derivado mediante un procedimiento químico del cual se ha obtenido una eficiencia del 62 % en la fabricación del material. Además, se presentan pruebas preliminares del nuevo derivado de imidazol a la respuesta de cambios de temperatura en un rango de 30 °C a 65 °C obteniendo una sensibilidad de 0.0019 u.a./°C.

Láser de fibra conmutable de múltiples longitudes de onda basado en un interferómetro Fabry-Perot

En este trabajo se presenta un láser de fibra dopada con erbio conmutable de múltiples longitudes de onda, en configuración lineal y utilizando un interferómetro Fabry-Perot (FPI, Fabry-Perot Interferometer) como filtro seleccionador de longitud de onda (WSF, Wavelength Selective Filter). El FPI fue implementado utilizando una oblea de Silicio con un espesor de 525 μm. El láser propuesto emite hasta 4 líneas, centradas en las longitudes de onda de 1558.21nm, 1558.88 nm, 1559.68 nm y 1560.30 nm. Esto se logra aplicando temperatura a la oblea, en un rango de 20 °C a 100 °C. Además, se obtiene una relación señal a ruido (SMSR, Side Mode Supression Ratio) de hasta 35 dB y un ancho de línea de 0.06 nm. Finalmente, este láser tiene una configuración sencilla, es compacto y tiene alta estabilidad.

Solución numérica de la reflexión totalmente atenuada de sistemas metafotónicos multicapa

El estudio de sistemas metafotónicos ha tomado relevancia en los últimos años debido a sus diversas aplicaciones. Entre ellas destacan los sensores de resonancia plasmónicas (SPR) en configuración de Kreschmann. Para este tipo de sistemas, usualmente se emplean metamateriales compuestos por una o dos películas delgadas metálicas depositadas sobre un sustrato dieléctrico. Así, la excitación de resonancias plasmónicas está restringida a la constante dieléctrica del material y el valor del vector de onda de la luz incidente. Haciendo uso de sistemas metafotónicos multicapa, es posible sintonizar el valor de la constante dieléctrica efectiva, por lo que se puede sintonizar la longitud de onda y ángulo de incidencia (vector de onda) para acoplar las resonancias plasmónicas. Sin embargo, la determinación teórica de los valores de la constante dieléctrica efectiva para un sistema de más de tres películas delgadas no es simple, debido a que la relación de dispersión es una función trascendental con variables complejas. Una alternativa para predecir numéricamente las condiciones para la excitación de las resonancias plasmónicas en medios multicapa, es mediante la medición de espectros de reflectancia en función del ángulo de incidencia. Es decir, simulando las condiciones de iluminación en configuración de Kretschmann. Con este objetivo, en este trabajo se muestran los espectros de reflectancia totalmente atenuada (ATR) de sistemas metafotónicos multicapa. Se comparan los resultados numéricos obtenidos mediante el método de la matriz T y la Técnica de Integración Finita (FIT). Se muestra la sintonización de la condición de acoplamiento de las resonancias plasmónicas en función del ángulo de incidencia y longitud de onda para diferentes configuraciones de sistemas multicapa, incluyendo sistemas periódicos y aperiódicos.

Simulación numérica de la difracción de una rejilla senoidal de fase

En este trabajo se presenta un análisis numérico de la difracción, en la región de Fraunhofer, de una rejilla senoidal de fase (RSF). La modulación de fase de la transmitancia de esta rejilla está determinada por una función seno con diferentes parámetros de amplitud ($a$) y frecuencia ($u_0$). Utilizando la identidad Jacobi-Anger, se puede establecer que la transmitancia de una RSF está compuesta por una gran cantidad de órdenes de difracción que se propagan en diferentes direcciones. Estos órdenes de difracción aparecen, en la región de Fraunhofer, separados por una distancia entre órdenes adyacentes, igual a la frecuencia $u_0$. Además, la intensidad del $q$-ésimo orden de difracción está relacionada con la amplitud $a$, la cual cambia de magnitud si el valor del parámetro $a$ también cambia. Para el análisis numérico propuesto, se considera la variación de los parámetros $a$ y $u_0$, los cuales ayudan a entender el comportamiento de la intensidad y la posición de los diferentes órdenes de difracción de la RSF. Se presentan varias gráficas que describen este comportamiento.

Implementación y caracterización de una capa blanca reflectaste en una cocina solar

Este trabajo analiza la película reflectante en una cocina solar para controlar su potencia. Se utilizó una pintura blanca de alta reflectancia aplicada uniformemente en los reflectores parabólicos de la cocina solar. Las pruebas comparativas demostraron que la capa blanca reflectante tiene un coeficiente de reflexión suficiente para trabajar como un sistema anidólico. La cocina solar con la capa blanca alcanzó altas temperaturas más rápidamente, demostrando ser una alternativa eficaz, duradera y económica. Esta solución ofrece ventajas en costo y accesibilidad, facilitando su adopción en comunidades con recursos limitados y contribuyendo a la promoción de tecnologías de energía limpia y sostenible.

Efectos de la Polarización en Soluciones de Sacarosa

Se realizó un experimento en el cual se analizó la polarización de la luz en una solución de agua destilada con sacarosa, con el objetivo de observar la capacidad de esta solución para provocar efectos ópticos. Esta investigación se centró en la propiedad de la solución de sacarosa de rotar el plano de polarización de la luz que la atraviesa, lo que se conoce como actividad óptica.

Caracterización de la gelatina mezclada con tintes orgánicos e inorgánicos como material fotosensible

Las tecnologías de almacenamiento de información están en constante evolución debido a la gran cantidad de datos que se deben almacenar. Muchos esfuerzos de investigación se enfocan en el desarrollo de nuevos materiales que permitan incrementar la capacidad de almacenamiento, por lo que el uso de la holografía como técnica para almacenar grandes cantidades de información sigue siendo una técnica vigente. Algunos materiales que han sido propuestos, entre otros, para este propósito son los orgánicos como la gelatina mezclada con diversos materiales. Es por esto que en este trabajo se presenta la caracterización de un material fotosensible compuesto por gelatina de cerdo mezclada con tintes orgánicos e inorgánicos. En este material fotosensible se registraron rejillas holográficas a las que se les midió la eficiencia de difracción a primer orden. La rejilla holográfica fue construida por la interferencia de dos haces de luz provenientes de un láser de Ar de 532 nm de longitud de onda y la eficiencia de difracción fue medida usando un segundo láser de He-Ne con longitud de onda de 633 nm. Los parámetros que se cambiaron para analizar el comportamiento del material fotosensible propuesto son espesor de la muestra, concentración de los tintes, ángulo de interferencia entre los haces, entre otros. El material propuesto tiene un buen comportamiento en la eficiencia y se muestran los resultados experimentales obtenidos.

Digitalización 3D de la superficie de microorganismos vivos usando técnicas ópticas no-destructivas

En este trabajo se propone utilizar la técnica de proyección de luz estructurada para la reconstrucción tridimensional de la topografía de microorganismos vivos vistos a través de un microscopio óptico. Para este propósito se utiliza el efecto Talbot y la técnica de perfilometría de Fourier. El efecto Talbot es un fenómeno que se presenta cuando una rejilla binaria se ilumina con un haz de luz monocromática y coherente. A múltiplos de la distancia conocida como distancia de Talbot se forman réplicas de la rejilla conocidas como autoimágenes. Uno de los planos que contiene una autoimagen se hace incidir por debajo de la platina de un microscopio óptico que se construye sobre la mesa del laboratorio. Sobre la platina del microscopio se coloca un microorganismo vivo de tal forma que la autoimagen pase a través de este microorganismo. La autoimagen de la rejilla se deforma al pasar por el microorganismo y usando una cámara CCD cercana al ocular del microscopio se adquiere esta autoimagen que se analiza posteriormente. Con un algoritmo desarrollado en Matlab se recupera la información del relieve del objeto, por lo que con esta técnica es posible digitalizar microorganismos vivos. Se presentan los resultados obtenidos.

Digitalización de objetos puramente de fase por medio de la perfilometría de Fourier y del efecto Talbot

La proyección de luz estructurada sobre la superficie de un objeto es una técnica ampliamente utilizada para la digitalización 3D de superficies. Una manera de proyectar luz estructurada sobre un objeto es por medio del efecto Talbot o fenómeno de autoimágenes que consiste en iluminar una rejilla binaria con una onda plana de luz coherente y se generan réplicas de la rejilla a múltiplos de cierta distancia a lo largo del eje de propagación. En este trabajo se propone reconstruir digitalmente la superficie de un objeto de fase con ayuda del efecto Talbot, para ello se coloca una rejilla binaria como objeto periódico, mientras que a la distancia de Talbot se coloca un objeto de fase a través del cual se transmite la autoimagen y debido al espesor del objeto se deforman las franjas de luz. Esta imagen se captura con una cámara CCD y después de realizar un procesamiento de la imagen se obtiene la reconstrucción 3D del objeto. Con esta técnica es posible medir espesores o cambios del índice de refracción de los objetos analizados. Se diseñaron diversos objetos transparentes con el fin de caracterizar adecuadamente la técnica y medir con precisión las dimensiones del objeto o su índice de refracción. Se presentan los resultados obtenidos.

Caracterización de metalentes en forma de anillo

Gracias a los avances recientes técnicas de fabricación de metasuperficies, se ha tomado gran interés alrededor del mundo en el diseño de lentes delgadas (metalentes); muchos grupos de investigación están trabajando en la caracterización y desarrollo de las mismas para darles una aplicación en dispositivos ópticos. Es por ello que, en esta investigación, trabajamos en la caracterización de metalente en forma de anillo, en donde tomamos en cuenta un rango de radios internos y su relación con la apertura numérica (NA) y obtener una relación de eficiencia; se trabajó con el método de las Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo (FDTD) obteniendo resultados interesantes que podrían ayudar al desarrollo de futura tecnología.

Estructuras de bandas de cristales fotónicos dispersivos con constantes dieléctricas experimentales

En este trabajo, se presentará una metodología para calcular estructuras de bandas en- y fuera-del-plano para cristales fotónicos bidimensionales dispersivos con constantes dieléctricas experimentales. Y se presentarán resultados para distintos materiales de interés en la industria.

Diseño de un Sistema Óptico para Medir la Sedimentación del Lodo

El trabajo describe el diseño de un sistema óptico para medir la sedimentación del lodo, crucial en industrias como el tratamiento de aguas residuales. El sistema utiliza una fuente de luz laser y sensores ópticos colocados a lo largo de una columna de sedimentación para detectar cambios en la transmisión y dispersión de luz a medida que las partículas de lodo se asientan. Los datos recopilados permiten calcular la velocidad y tasa de sedimentación, proporcionando perfiles detallados y en tiempo real del proceso. Este método ofrece una monitorización continua y precisa, superando a los métodos tradicionales en eficiencia y exactitud, y mejorando significativamente el control y optimización del tratamiento del lodo.

Desarrollo de guía óptica novedosa con capacidad de captación incrementada para aplicaciones de iluminación solar

Los sistemas de iluminación solar para interiores son de gran relevancia en el ahorro energético. Para su construcción a menudo se emplean montajes simples lente positiva/Fibra óptica, en donde salta a la vista la importancia de usar fibras ópticas (multimodales) de núcleo grande, siendo muy común el uso de fibras ópticas plásticas (FOP) ya que su gran sección transversal permite el acople de luz de spots enfocados que pueden ir desde pocos mm hasta pocas decenas de milímetros. Si bien las FOP son de bajo costo, sus altas perdidas por absorción/dispersión intrínsecas del material, impactan negativamente en la eficiencia total de colección, implicando sistemas de mayor tamaño para conseguir el flujo luminoso deseado. Por otro lado, al emplear fibras ópticas de SiO2 para el guiado, los problemas de perdidas mencionados se reducen drásticamente, pero debido a su reducido diámetro se deben emplear en forma de manojos con muchas fibras para incrementar su área de captación, siendo en general un reto su manufactura. El presente estudio, aborda un método novedoso para emplear una sola fibra óptica de SiO2 acoplada a una guía de onda cónica que incrementa su capacidad de captación hasta 5 mm de diámetro y permite una manufactura simple. Lo anterior simplifica el empleo de un sistema de colección con lente de Fresnel con un sistema mecánico de seguimiento solar resultando en un footprint compacto y ligero. El análisis geométrico/simulaciones y pruebas de transmisión permiten validar una eficiencia del Sistema mayor al 20% de luz acoplada a la fibra óptica. Por las características materiales de la fibra, se logra transmitir la luz acoplada con una pérdida total de 7% por cada 10 m de fibra desde el punto de colección hasta el extremo de salida.

Diferenciación de imágenes realizadas mediante dos técnicas, FFT y XFT usando técnicas de redes neuronales

Este trabajo explora la diferenciación de imágenes mediante el uso de la Transformada Rápida de Fourier (FFT) y la Transformada Rápida de Chirp (XFT), combinadas con redes neuronales convolucionales (CNNs). La FFT y la XFT transforman las imágenes al dominio de frecuencia, revelando características que las CNNs pueden aprender para mejorar la clasificación. El proceso incluye el preprocesamiento de imágenes con FFT y XFT, la extracción de características mediante CNNs, la fusión de estas características y la clasificación final. Los resultados muestran que este enfoque mejora significativamente la precisión de la clasificación en comparación con métodos tradicionales, aunque presenta desafíos como la complejidad computacional y la necesidad de datos de alta calidad. En conclusión, la integración de FFT, XFT y CNNs ofrece una herramienta poderosa para la diferenciación de imágenes, con aplicaciones en diversas industrias.

Los haces hermite-gauss y laguerre-gauss

En este trabajo se analiza el papel que juega la polarización que define la dirección de polarización del campo eléctrico en los patrones de intensidad en modos de intensidad en modos de distinto orden. Mediante simulaciones del patrón de intensidad, se identificarán los parámetros que se modifican al cambiar la polarización y el dispositivos para producirlos.

Medición de superficies no convencionales por refracción utilizando una pantalla LCD

Las superficies no convencionales son superficies que carecen de simetría de revolución. El uso de este tipo de superficies en sistemas ópticos se ha incrementado debido a su versatilidad para reducir las aberraciones ópticas asociados al frente de onda; además, una superficie no convencional puede sustituir a varias lentes tradicionales sin afectar el rendimiento del sistema óptico. Con los actuales avances tecnológicos en manufactura aditiva y sustractiva se hace posible construir superficies ópticas que carezcan de simetría de revolución. En este trabajo proponemos una prueba nula por transmisión para evaluar lentes plano convexas utilizando una pantalla LCD, la superficie convexa de la lente es una superficie no convencional. Este tipo de lentes pueden ser utilizadas en el diseño de placas correctoras de frente de onda y lentes para uso oftálmico tales como lentes de Álvarez, progresivas y espirales. A través de una serie de simulaciones numéricas mostramos que es factible implementar una prueba nula por transmisión para evaluar la superficie no convencional de una lente plano convexa utilizando una pantalla LCD. Proponemos aplicar un algoritmo de reconstrucción iterativo y determinístico que utiliza el campo vectorial de pendientes para recuperar la forma de la superficie no convencional. Este trabajo es financiado por el Consejo Nacional de Humanidades Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT) a través de la beca posdoctoral asignada al Dr. Oliver Huerta Carranza (CVU: 710606). Además, el trabajo fue apoyado por DGAPA-UNAM, a través de los proyectos PAPIIT IN112123 y IT103623.

Pulsos con resonancia de solitón disipativo en un láser de amarre de modos en forma de mancuerna con fibra de doble revestimiento dopada de Er/Yb

En la presente investigación se demuestra experimentalmente la formación de pulsos con resonancia de solitón disipativo en un láser de fibra de doble revestimiento que opera en un gran régimen de dispersión anómala. La cavidad del láser se basa en el uso de un espejo de bucle amplificador no lineal (NALM) que tiene como función principal permitir el amarre de modos pasivo, el láser también se compone de un espejo de bucle óptico no lineal (NOLM) que se utiliza para aumentar los efectos no lineales dentro de la cavidad y por lo tanto, garantizar la generación de pulsos. El láser funciona con autoencendido una vez que se hayan ajustado las placas controladoras de polarización, con el aumento en la potencia de bombeo el ancho del pulso incrementa de forma gradual pero su intensidad se mantiene, a su vez el espectro óptico se mantiene constante en la misma longitud de onda. El umbral del láser es de 1.01 W y se mantiene estable hasta 9.07 W, dicha estabilidad es comprobada mediante el espectro de radiofrecuencias. La frecuencia de repetición de la cavidad es de 328 kHz, para la potencia máxima de bombeo de 9.07 W, el láser genera pulsos con resonancia de solitón disipativo a una longitud de onda de 1562.43 con una duración aproximada de 677 nm, una potencia de salida media de 600 mW y una energía de 1,82 μJ por cada pulso.

Spectral Parameter Power Series for non-homogeneous optical waveguides

Optical waveguides are present in a vast array of technologies important to our modern life, from sensing applications to the global fiber telecommunications infrastructure, or even in cutting edge integrated photonic circuits. On this work we present an heuristic approach to obtain solutions for the EM propagation inside an optical waveguide, starting from posing a more general model, the non-homogenous case, where we consider a refractive index profile defined as $n=n \left( \rho, z \right)$ . Where a set of differential equations are obtained by the method of separation of variables, the set of equations found are then transformed into a Sturm-Liouville type equation, a solution for the radial part is proposed in terms of the spectral parameter power series, and for the azimuthal part, the solution does not differ from the homogeneous case.

Medición interferométrica de superficies de forma libre

Las llamadas lentes varifocales o lentes de Alvarez, en su forma más simple se componen de un par de lentes acopladas las cuales tienen una cara que su superficie está descrita por un polinomio con la forma$f(x, y) = a_1 ( x^3+\frac{xy^2}{3})$ . Si se colocan ambas de forma simétrica en la trayectoria de un haz de luz, el conjunto actúa como una sola lente en la que la distancia focal efectiva depende de la separación transversal relativa entre sus centros; esto constituye las llamadas lentes de Alvarez. Este tipo de superficies caen dentro de la clasificación de forma libre o freeform. La medición de la calidad de estas superficies se ha realizado por el método de pantallas nulas con precisiones del orden de algunos micrómetros. Con el objetivo de aumentar la precisión de las mediciones, se propone instrumentar un método interferométrico. El problema es que la deformación del frente de onda es tan grande que resulta imposible identificar franjas individuales cuando se prueba un área de varios milímetros de diámetro. En este trabajo proponemos como alternativa medir áreas muy pequeñas inferiores a 1 mm de diámetro, de manera que se puedan distinguir con facilidad las franjas de interferencia. Para evaluar toda una superficie se requiere realizar un escaneo preciso x,y del haz sobre la superficie a medir; adicionalmente, debido a la forma de la misma, el haz reflejado se desalinea respecto al haz de referencia. Se propone agregar un control de inclinación de los haces, para asegurar la observación de franjas para realizar la medición. Se mostrarán los resultados experimentales y los avances de dicha propuesta. Agradecimientos: Este trabajo ha sido apoyado financieramente por la DGAPA-UNAM con el proyecto PAPIIT No. IT103823.

Uso de una pantalla LCD de raspberry pi como generadora de elementos ópticos difractivos dinámicos

La difracción es un fenómeno que se presenta cuando un haz de luz que pasa a través de un obstáculo o abertura, de tamaño comparable a la longitud de onda, se desvía de su trayectoria rectilínea formando patrones de luz sobre una pantalla colocada a cierta distancia del plano que contiene el obstáculo o abertura. La distancia entre la pantalla y el plano del obstáculo determina tanto la difracción de campo cercano, o de Fresnel, como la difracción de campo lejano, o de Fraunhofer. El fenómeno de la difracción de la luz es un tema que se estudia en los cursos de óptica en licenciatura en física y en los posgrados de óptica. Actualmente con el uso de computadoras se pueden simular sin dificultad tanto la difracción de Fresnel y/o la de Fraunhofer. Sin embargo, reproducir el fenómeno de la difracción en un laboratorio no es tan sencillo debido la dificultad para tener elementos adecuados como aperturas u obstáculos que difracten la luz. En este trabajo presentamos el uso de una pantalla de cristal líquido de un dispositivo conocido como raspberry pi sobre la que se mostraron diversos elementos difractivos dinámicos que recrean la difracción. La pantalla fue iluminada con un haz de luz de un láser y en una pantalla lejana se pudieron observar los patrones de difracción esperados. Con el uso de esta pantalla se pudo recrear fácilmente en el laboratorio la difracción de campo lejano haciendo atractivo este fenómeno. Se muestran las imágenes que se lograron obtener así como el arreglo experimental utilizado.

Generación de estados de polarización no convencional mediante una placa s-wave

En la actualidad, la radiación láser es una herramienta muy versátil utilizada en múltiples ramas de la ciencia, y con aplicaciones en las tecnologías más avanzadas en nuestra sociedad. Principalmente aprovechamos la capacidad de la luz para concentrar energía en volúmenes microscópicos. La estructura espacial del haz de luz, puede dar lugar a distribuciones de intensidad de tipo ¨dona¨, en las que la oscilación del campo eléctrico se retrasa gradualmente a lo largo del anillo, rotando en forma de espiral, creando un vórtice óptico o de luz. En el presente trabajo se caracteriza una placa s-wave para generar estados de polarización no convencional, primeramente se estudian y se generan los estados de polarización convencional mediante el formalismo de Stokes, para posteriormente generar estados de polarización no convencional mediante el uso de la placa s-wave. Se presenta el formalismo teórico de Stokes, resultados experimentales de los estados de polarización convencional y no convencional.

Creación de arte mediante la difracción de la luz

La física es una ciencia natural que es considerada por muchas personas como un área difícil de entender y/o muy abstracta y como resultado de esto es el bajo número de personas que estudian física en comparación con áreas como derecho, psicología, entre otras. Una forma que podría ayudar a aumentar el interés en la física es haciendo experimentos llamativos para las personas. En particular, la óptica podría ayudar en esta tarea haciendo simulaciones de experimentos que produzcan imágenes que llamen la atención del público en general. Una vez que se les ha llamado la atención, el reto es explicar de manera sencilla y eficaz los temas envueltos en estos experimentos. En este trabajo presentamos la simulación de la difracción de Fraunhofer como herramienta para la creación de diversos patrones que son llamativos para muchas personas. Se crearon diferentes objetos difractivos que producen patrones a los que se les añadió colores y que pueden ser considerados como elementos artísticos. Con este trabajo, se pretende hacer más fácil el acercamento a la física de personas en general.

Caracterización fotométrica y radiométrica de películas híbridas de imidazol y $Bi (NO3)3$ en la generación de luz blanca cálida

En el presente trabajo de investigación se hace el estudio de la caracterización de películas híbridas orgánicas e inorgánicas de imidazol y nitrato de bismuto, aplicando técnicas de espectroscopia óptica en la generación de información científica sobre la radiometría y fotometría de las membranas sólidas generadas a partir de la incorporación de la sal metálica en muestras de materiales derivados del imidazol, el cual presenta propiedades fluorescentes en combinación con una fuente de excitación de alta energía de 385 nm para aplicaciones en el espectro visible, como es la generación de luz blanca cálida. Cabe destacar que los estudios generados son de vital importancia, para la cuantificación radiométrica y fotométrica que presenta dichos materiales en conjunto, debido a que son materiales convertidores de longitud de onda, con alto impacto en el desarrollo de tecnología optoelectrónica en el país.

Tomografía de Coherencia Óptica aplicada al análisis de hojas de plantas

La Tomografía de Coherencia Óptica (OCT) es una técnica de imagen, que en la mayoría de los casos, utiliza luz en la región del infrarrojo cercano, permitiendo adquirir imágenes tomográficas de muestras que presentan alto esparcimiento, como lo son algunos tejidos. Esta técnica puede adquirir imágenes con profundidades de unos pocos milímetros, in vivo, in situ, sin contacto y sin marcadores, lo que la hace muy atractiva, teniendo aplicaciones en muy diversas áreas, principalmente en oftalmología. Dado que México es un importante productor agrícola, el uso de esta técnica podría contribuir al análisis de diversos tipos de plantas y con esto ayudar a la mejora de la producción, así como a la prevención y tratamiento de diversas enfermedades que las afectan. En este trabajo se tomó como caso de estudio el análisis de hojas de café; para ello, se muestra cómo se adquieren las imágenes volumétricas con el sistema, para posteriormente realizar el análisis de las mismas; sin embargo, dado que al adquirir las imágenes las capas de las hojas no están alineadas en profundidad, se describe la metodología de procesamiento para la alineación de las mismas, así como los criterios y metodología utilizados para determinar las capas que componen la hoja. Este algoritmo podría generalizarse para el análisis de hojas en otros tipos de plantas.

Caracterizacion de la modulacion amplitud/fase de una pantalla de cristal líquido de transmisión

En este trabajo se realiza la caracterización de una pantalla de cristal liquido (LCD) para analizar el comportamiento de su modulación de amplitud/fase, ya que la manipulación de estas características permite controlar el haz que se se obtiene al pasar la luz en esta pantalla, permitiendo aplicaciones tales como la generación de patrones de luz complejos, la interferometría óptica y la iluminación adaptativa. Con las propiedades electro-ópticas de celdas de cristal sabemos que se pueden manipular las celdas que se encuentran en los cristales con un campo eléctrico externo. Las celdas LCD presentan propiedades birrefringentes dependientes del voltaje, afectando el estado de polarización de la luz incidente. En los cristales líquidos nemáticos las cubiertas inferior y superior tienen estructuras de alineación molecular que suelen ser perpendiculares entre sí. Esto hace que las moléculas formen una estructura helicoidal, cambiando el ángulo del eje molecular a lo largo del trayecto óptico de la luz que atraviesa la celda LC. Esta disposición permite controlar la polarización de la luz mediante la aplicación de voltajes específicos, permitiendo una mayor flexibilidad en la manipulación y control de campos de luz para aplicaciones científicas y tecnológicas avanzadas. Una vez realizada la caracterización inicial haremos una optimización del estado de polarización incidente para obtener la máxima modulación de fase.

Diseño y construcción de un analizador de espectro óptico para el análisis de diferentes fuentes de luz

En este trabajo, se presenta el diseño y la construcción de un analizador de espectro óptico de bajo costo, elaborado con materiales asequibles y fácilmente disponibles. La cuestión principal en esta investigación se centra en la problemática relacionada con la falta de accesibilidad económica de los dispositivos comerciales de espectroscopía óptica (analizador de espectros ópticos) por parte de la comunidad estudiantil y académica. Estos dispositivos suelen presentar un costo elevado, lo que limita la posibilidad de que los estudiantes participen de forma plena en actividades educativas como prácticas experimentales, proyectos de investigación y en el desarrollo de habilidades en el estudio de la optoelectrónica. El diseño de esta herramienta posibilita su empleo en el laboratorio de optoelectrónica, facilitando la captura y análisis de datos en tiempo real tanto para investigaciones como para la creación de actividades prácticas destinadas a los estudiantes. Gracias a este avance tecnológico, se abre la puerta a la introducción de la educación 4.0 en el laboratorio de optoelectrónica. Este trabajo fue apoyado por el CONAHCYT mediante el programa Estancias Posdoctorales por México 2022 con el proyecto No. 2840970, titulado “Diseño e implementación de sistemas de monitoreo inteligente usando dispositivos optoelectrónicos para aplicaciones a los sistemas agropecuarios en Tamaulipas”.

Surface characterization of dielectric thin films

The interaction of surface waves with the metal-dielectric interface leads to the decoupling and then the subsequent propagation of waves that provide and encode detailed information about the surface topology of the material. This phenomenon is crucial for understanding the structure and properties of interfaces. Surface plasmon resonance (SPR), assisted by the Kretschmann configuration, is a prominent method for exploring surface relief, roughness, and nanostructures of dielectric thin films. Despite its extensive application, the intrinsic limitations of optical components and the delocalized nature of surface plasmonic waves often limit the effectiveness of SPR by causing low spatial resolution. In this work, we present the proof of concept, and it explores how to overcome these limitations by implementing advanced techniques to enhance the spatial resolution of SPR. The method was applied to make images of the dielectric thin film surface characteristics. To do it, the experimental setup consists of a Kretschmann configuration in which an imaging system was mounted on the same rotation system as the prism (N-BK7), allowing us to take images of square and circle gold samples with a charge-coupled device (CCD) camera. The predicted outcome is a more detailed and accurate characterization of surface features, potentially expanding the applicability of SPR in material science and engineering.

Control de la polarización en la región focal de una placa zonal binaria ortogonal y fuera de fase

Las regiones focales son lugares de convergencia de rayos de luz y pueden ser formadas por elementos refractivos, reflectivos y/o difractivos. Estas regiones son interesantes en términos de su distribución de amplitud, fase y coherencia espacial. En este trabajo se presenta el análisis y control del campo óptico obtenido por placas zonales binarias elípticas, formadas por dos polarizadores ortogonales al cual a uno de ellos se le ha añadido una placa retardadora. Al iluminar este dispositivo con una luz polarizada linealmente y variando el desfase entre las placas ortogonales, se puede controlar el tipo de polarización que la región focal presenta. Se muestran los resultados de este control mediante simulaciones computacionales.

Diseño de superficies estocásticas con estructura markoviana

Se describe el diseño de superficies estocásticas mediante un mecanismo de competencia de tipo cadena de Ehrenfest-Ruina del apostador. Con el modelo se controlan efectos de bifurcación, lo que da lugar a procesos de entropía sintonizable y se modela como un nuevo proceso estocástico. Con el formalismo obtenido se describen procesos de correlación, lo cual ofrece aplicaciones en el estudio de propagación de señales en distribuciones de nanopartículas, así como en el confinamiento electromagnético. Se muestran simulaciones computacionales.

Estudio del Comportamiento de la Polarización de la Luz en Presencia de Azúcar en una muestra controlada

El análisis presenta el efecto de la presencia de azúcar en la polarización de la luz mediante un experimento controlado. Este experimento utiliza dos polarizadores y un control rotatorio automatizado para lograr ajustes angulares precisos y medir automáticamente la luz polarizada que atraviesa las muestras. El objetivo principal fue detectar y cuantificar cualquier cambio en la polarización inducido por el azúcar, actuando como agente de actividad óptica. El sistema experimental comprende un polarizador fijo por el cual pasa un láser, el cual luego atraviesa una celda de cristal conteniendo la solución ópticamente activa. Posteriormente, esta luz polarizada viaja a otro polarizador diseñado para rotar 360 grados de manera controlada, automatizando el movimiento para garantizar condiciones reproducibles y precisas. Entre ambos polarizadores se colocan las muestras de azúcar en solución, con concentraciones que varían discretamente entre los experimentos. La potencia resultante se captura mediante un conector de fibra óptica. Esta señal se procesa en una serie temporal que refleja los cambios en la polarización, lo cual nos permite evaluar cómo la presencia del azúcar afecta esta transmisión. Los resultados obtenidos pueden indicar la concentración de azúcar y sus propiedades ópticas, ofreciendo una herramienta valiosa para la investigación en química y física de materiales. Además, se ha desarrollado una aplicación móvil que permite ajustar los parámetros experimentales a distancia y en tiempo real. También ofrece herramientas para iniciar o detener mediciones, así como una visualización de la gráfica que representa la serie temporal. Esta arquitectura busca aumentar la accesibilidad y la flexibilidad del proceso investigativo, utilizando tecnologías de vanguardia para crear un laboratorio portátil, promoviendo una mayor precisión en la recopilación de datos y reduciendo el tiempo de ajuste entre mediciones, facilitando la reproducibilidad de los resultados.

Estudio del modelo de esparcimiento caótico con luz láser y tres cilindros metálicos bajo variaciones en el diámetro del haz

El esparcimiento de la luz es un fenómeno que ocurre cuando ésta pasa a través de un medio con partículas que la redirigen. En este trabajo, se explora un modelo experimental que permite observar el comportamiento caótico de un haz de luz al incidir, bajo ciertas condiciones iniciales, en un arreglo de tres cilindros metálicos reflectantes. Al considerar la dirección del haz de luz al ingresar al sistema, se generan gráficos de cuencas de salida complejas que muestran la coexistencia intrincada de múltiples cuencas y la dimensión fractal, revelando la complejidad geométrica a una escala fina, la cual se puede asociar con el efecto mariposa. En particular, se analiza el sistema considerando la incidencia de haces de luz con distintos diámetros, haciendo una comparación directa entre un montaje experimental y una simulación.

Trampas fotoacústicas generados con pulsos de microsegundos

Recientemente, se ha surgido una técnica alternativa de confinamiento: las pinzas fotoacústicas. Esta técnica se basa en la generación de ondas de presión resultantes del calentamiento de un material por pulsos cortos de luz láser. En películas delgadas metálicas, el coeficiente de absorción de la luz debe ser muy alto a la longitud de onda del láser. El calor generado provoca cambios de presión en el medio, causando su expansión mecánica. Así, se produce una onda de presión cerca del pulso de luz, generando una fuerza sobre las partículas adyacentes. Para nuestro experimento, se propone utilizar una película delgada de titanio (45 nm de grosor) depositada en un cubreobjetos. Sobre el titanio se colocan partículas esféricas de silicio o poliestireno de 1-5 µm, sumergidas en agua destilada. Se emplea un haz continuo con perfil gaussiano (λ = 1064 nm) y una potencia entre 5-20 mW. El haz continuo pasa a través de un modulador óptico de fase para pulsar el láser, controlado por un generador digital de pulsos. El ancho del pulso se puede ajustar desde ~40 µs hasta segundos. El haz se colima e introduce en un sistema óptico estándar de pinzas ópticas, con un cubo divisor de haz, un objetivo de microscopio de 60x, una fuente de iluminación blanca y una cámara CCD para observar el comportamiento de las partículas en el agua sobre la película de titanio. Las micropartículas son desplazadas por la onda de presión, evento registrado con la cámara CCD para análisis de datos sobre desplazamiento, velocidad, aceleración y fuerza ejercida sobre las partículas. Se realizaron simulaciones en COMSOL Multiphysics para obtener la distribución espacial de temperatura, velocidad de las corrientes de convección y presión, demostrando la viabilidad de generar el efecto fotoacústico con un láser continuo y de baja potencia. Creemos que los hallazgos de esta investigación contribuirán a trazar nuevas rutas en áreas como micromanipulación óptica y dinámica de microfluidos.

Solución exacta del modelo de Jaynes-Cummings Impulsado

Investigamos la dinámica del modelo de Jaynes-Cummings impulsado, donde un átomo de dos niveles interactúa con un campo cuantizado y tanto el átomo como el campo son impulsados por un campo clásico externo. A través de un enfoque invariante, somos capaces de transformar el Hamiltoniano correspondiente en el del modelo de Jaynes-Cummings estándar. Posteriormente, se obtiene la solución analítica exacta de la ecuación de Schrödinger para el sistema impulsado y se emplea para analizar algunas de sus variables dinámicas.

Impacto de las condiciones iniciales atómicas en el modelo de Jaynes-Cummings de tres niveles tipo escalera

En este estudio, investigamos la interacción entre un átomo de tres niveles y una cavidad cuantizada de modo único, conocida como el modelo de Jaynes-Cummings de tres niveles tipo escalera. Utilizamos la solución exacta de la ecuación de Schrödinger para analizar el impacto de las condiciones iniciales del átomo en la inversión atómica promedio, el número promedio de fotones y el parámetro Mandel $\mathcal{Q} (t)$.

Estudio de transmisión de luz en diferentes objetos translucidos y sus aplicaciones

En la zona norte del país hubo mucha especulación acerca del buen uso de los filtros o medios que podían utilizarse para ver los eclipses, ya que en esta zona se pudo observar un eclipse total en abril del presente año. Esta inquietud nos llevó a hacer un análisis de los diferentes filtros o medios utilizados. En este trabajo se presenta un análisis de resultados que abarca el espectro de transmisión del sol y una fuente de luz incandescente, en varios objetos translucidos y las aplicaciones de estos. Entre los objetos seleccionados para este análisis comparativo se tienen radiografías, vidrios tiznados, lentes oscuros comunes, lentes polarizados, lentes con película fotosensible, vidrios para soldar de diferentes sombras y filtros para la observación de eclipses. El espectro de transmisión de radiación solar y el foco incandescente en cada objeto fue obtenido usando una fibra óptica conectada a un espectroscopio de marca Ocean Optics modelo USB2000 en un rango de 330 nm a 1030 nm. El rango seleccionado considera parte de la radiación ultravioleta (menor a 400 nm), la región del espectro visible (de 400 nm a 700 nm) y parte del infrarrojo (mayor a 700 nm), con los datos recolectados se analizó el % de atenuación. Tomando en cuenta la cantidad de luz que permite pasar cada objeto seleccionado se analizan los usos que se les dan a cada uno y si son apropiados para otras aplicaciones. Este análisis permite, entre otras cosas, explicar por qué algunos de los objetos seleccionados no son adecuados para la observación del sol, por ejemplo: en un día normal o durante un eclipse. También sirve para explicar las diferencias en los lentes oscuros: comunes, con película fotosensible y polarizados.

Recuperación de parámetros ópticos en tejidos sintéticos de bajo costo imitando las características ópticas de un tejido mamario sano y oncológico

Los maniquíes ópticos fabricados a base de gelatina o hidrogel han emergido como una herramienta fundamental en la investigación biomédica, permitiendo la simulación de tejidos biológicos principalmente en la dosimetría de la luz. Uno de los retos principales en la elaboración de los tejidos sintéticos que se utilizan con fines dosimétricos es la durabilidad, costo y similitud de sus propiedades ópticas con el tejido biológico real. En este trabajo se describe un método para recuperar los coeficientes de absorción y esparcimiento reducido de distintos tejidos sintéticos de bajo costo, que nos permitan generar un protocolo para poder imitar un tejido mamario sano y un tejido con cáncer, validando y comparando los resultados obtenidos con distintas técnicas ópticas, como reflectometría, transmitancia directa y esferas integradoras.

Propuesta de un método de pulido para una superficie plana de resina fabricada mediante manufactura aditiva

El método de pulido tradicional para el pulido de superficies ópticas ha funcionado exitosamente cuando se trata de superficies de vidrio, comúnmente en este proceso se utiliza una herramienta de chapopote que se pone en contacto con la superficie de vidrio que se desea pulir utilizando un abrasivo de por medio que es diluido en agua. Sin embargo, cuando se trata de superficies de resina, el método tradicional no funciona y debe modificar el material de la herramienta y la dilución del abrasivo. En este trabajo se describe un método para el pulido de una superficie plana de resina Clear Resin V5 fabricada mediante manufactura aditiva. Para el desarrollo de esta tarea se utiliza una máquina de pulido tradicional, como herramienta de pulido utilizamos una almohadilla de algodón y el abrasivo empleado es diluido en aceite. Los resultados muestran que con la técnica propuesta se puede obtener una superficie especular totalmente transparente y sin raya. Para evaluar la calidad de la superficie se utiliza un interferómetro de Fizeau y mediante el análisis de los interferogramas se obtiene la forma de la superficie.

Holografía accesible: Creación de imágenes 3D con un interferómetro Mach-Zehnder portátil

La holografía digital es una herramienta comúnmente empleada dentro de la metrología óptica que permite recuperar información tridimensional de objetos sin tener contacto directo con estos, sin embargo, la materiales ópticos necesarios para llevar a cabo la implementación de estas técnicas suelen ser costosos y delicados al manipularlos, sin mencionar que solo los laboratorios especializados cuentan con dichos materiales. Todas estas limitantes han conducido al desarrollo de nuevas herramientas alternas que pueden sustituir, en algunos aspectos, los sistemas robustos de holografía. A continuación, se presenta el diseño, construcción e implementación de un interferómetro Mach–Zehnder de bajo costo para la generación de hologramas de objetos delgados transparentes. El holograma es grabado por medio de un sensor CMOS y la fase óptica es recuperada de forma digital empleando el método de Fourier. Los resultados experimentales muestran que este dispositivo puede ser empleado como alternativa en la generación de hologramas, recuperación topográfica de objetos, así como su uso en el ámbito educativo para la demostración práctica y didáctica del fenómeno de interferencia y difracción en diferentes niveles escolares.

Metodología para diseñar moldes con forma libre para fabricar lentes sintonizables

La óptica sintonizable surge como una solución a problemas tecnológicos y científicos complejos y costosos de resolver con las técnicas tradicionales. Los elementos sintonizables son ligeros, compactos, de fácil manejo e implementación; pero requieren de técnicas de fabricación, con equipo sofisticado y costoso. Un tipo de lente sintonizable son las liquidas y solidas formadas con membranas o cuerpos solidos poliméricos. Una técnica empleada para su fabricación es la inyección por moldeo, la cual, requiere de una inyectora, un molde (diseñado con los parámetros geométricos y dimensiones del componente óptico) y el material polimérico a inyectar. El principal desafío y mayor coste de esta técnica es la elaboración del molde. Es por ello, que en este trabajo se propone desarrollar una metodología para diseñar moldes con forma libre y que se puedan elaborar a bajo costo y permitan elaborar elementos sintonizables con forma libre.

Metodología de maquinado de moldes con fresadora CNC

Hoy en día manufactura de componentes de alta precisión es requerida en varias áreas de la tecnología y del conocimiento, en décadas recientes se han reportados diversas metodologías para fabricar componentes ópticas poliméricas, como la técnica de inyección por moldeo. La cual consiste en diseñar la componente óptica y el molde correspondiente, posteriormente, se fabrica el molde y finalmente se realiza la inyección. El gran desafió de esta metodología es la elaboración del molde con alto acabado. En este trabajo se presenta una metodología para fabricar moldes en aluminio por medio de un centro de maquinado vertical (VMC) del tipo control numérico computarizado (CNC), considerando los parámetros de maquinado, herramientas de corte y estrategias de maquinado, de tal manera que el molde tenga las menores imperfecciones. Por lo que se presentan simulaciones de acabado de la superficie. Finalmente, se aplicarán pruebas cualitativas para conocer su acabado.

Análisis Teórico-Experimental de los Coeficientes de Fresnel y su Potencial Aplicación en la Optimización de Paneles Solares

En este proyecto, realizamos un análisis experimental y teórico de la reflexión y transmisión de ondas electromagnéticas utilizando los coeficientes de Fresnel, aplicando las leyes de Maxwell y las ecuaciones de Fresnel en el contexto de la óptica física. Usamos un láser y un prisma de acrílico para medir las intensidades de la luz incidente, reflejada y transmitida en varios ángulos de incidencia, empleando un luxómetro para obtener datos precisos. Estos datos permitieron calcular los coeficientes de Fresnel experimentales y compararlos con los valores teóricos, mostrando una correlación significativa, aunque con ciertas discrepancias debido a limitaciones experimentales. En el contexto de los paneles solares, los coeficientes de Fresnel son cruciales para entender y mejorar la eficiencia de estos dispositivos. Los paneles solares están compuestos por varias capas con diferentes índices de refracción, como vidrio y capas antirreflectantes, que afectan la cantidad de luz que se refleja y se transmite hacia las células solares. Utilizando las ecuaciones de Fresnel, podemos calcular la cantidad de luz que se refleja y se transmite en las interfaces aire-vidrio y vidrio-silicio. Esto es fundamental para diseñar recubrimientos antirreflectantes que minimicen la reflexión y maximicen la transmisión de luz, aumentando así la eficiencia de los paneles solares. Los coeficientes de Fresnel para un campo eléctrico perpendicular y paralelo al plano de incidencia se expresan como: Para el coeficiente de reflexión perpendicular (\(r_\perp\)): \[ r_\perp = \frac{n_1 \cos \theta_i - n_2 \cos \theta_t}{n_1 \cos \theta_i + n_2 \cos \theta_t} \] Para el coeficiente de transmisión perpendicular (\(t_\perp\)): \[ t_\perp = \frac{2 n_1 \cos \theta_i}{n_1 \cos \theta_i + n_2 \cos \theta_t} \] Para el coeficiente de reflexión paralelo (\(r_\parallel\)): \[ r_\parallel = \frac{n_2 \cos \theta_i - n_1 \cos \theta_t}{n_1 \cos \theta_t + n_2 \cos \theta_i} \]

Estudio óptico de meta-átomos con simetría rotacional para terahertz

La radiación de Terahertz es una frecuencia que se encuentra entre la luz de microondas y la luz infrarroja, la cual ha atraído la atención debido a la gran cantidad de aplicaciones, como lo son la identificación química, la caracterización de materiales, muestreo biológico y la producción de imágenes médicas. Debido a esto, el enfoque de la luz mediante dispositivos ópticos es crucial para el estudio en esta frecuencia. Sin embargo, la óptica clásica sigue teniendo obstáculos que no se han podido resolver de la manera más adecuada, como lo son la eficiencia óptica, aberración cromática, etc. Los meta-átomos son elementos que conforman una metalente, los cuales pueden cambiar las propiedades básicas de la luz, como lo son la amplitud, polarización y fase de la onda incidente, creando dispositivos más delgados y eficientes. En este trabajo se hace el estudio de distintas geometrías rotacionales insensibles a la polarización, y que permiten crear metalentes que pudieran ayudar a crear dispositivos más eficientes, delgados y adecuados para el estudio de los fenómenos en el rango de Terahertz.

Terapia fototérmica plasmónica mediante haces convergentes en maniquíes ópticos en normotermia

Se presentan resultados sobre la síntesis y caracterización de nanocascarones de oro y su uso en terapia fototérmica plasmónica (PPTT) mediante un arreglo de iluminación con haces convergentes (estereotácticos) incidentes sobre un maniquí óptico que se encuentra a una temperatura corporal promedio de 37°C (normotermia). Al usar un arreglo estereotáctico se reduce la irradiancia superficial al tiempo que se optimiza el calentamiento en la región de interés. Se discuten las curvas de calentamiento resultantes de la iluminación estereotáctica a diferentes profundidades en el maniquí óptico y las posibilidades de trasladar el uso de estas nanopartículas a PPTT.

Caracterización de taper con recubrimiento de grafeno

Las fibras ópticas estrechadas, o tapers, como comúnmente se les conoce, son estudiados en el campo de la óptica desde hace ya mucho tiempo, tendiendo aplicaciones diversas como acopladores, concentradores de haz, sensores, dispositivos acusto-ópticos, por mencionar algunas. Estos dispositivos, en conjunto con otros materiales, pueden mejorar sus características o hacer que tengan una aplicación diferente. En este trabajo se caracterizará un taper con recubrimiento de grafeno; cabe mencionar que se eligió este material porque es ampliamente usado en el área de las fibras ópticas, teniendo también aplicaciones sensores y absorbedores saturables, ya que es material ópticamente transparente, absorbe solo el 2.3% de la luz visible incidente, es altamente conductor y tiene baja intensidad de saturación, mayor profundidad de modulación de absorción saturable etc. Como se mencionó antes, en este trabajo se hará la caracterización de un taper con recubrimiento de grafeno, este recubrimiento se hará mediante la técnica de transferencia húmeda, usando grafeno crecido mediante CVD y sintetizado sobre una placa de cobre.

Formación de cristales coloidales utilizando fibra óptica y corrientes convectivas

En las últimas décadas, los cristales coloidales han atraído un gran interés gracias a sus potenciales aplicaciones en áreas como la óptica, la fotónica, el medio ambiente, los pigmentos, entre otros. Por ello, en este trabajo se implementa un nuevo método para la formación de cristales coloidales usando corrientes convectivas. Para inducir estas corrientes, se utiliza un láser de onda continua a 455 nm y una potencia de 67 mW, con salida a fibra óptica multimodo, la cual fue fotodepositada previamente en su extremo final, provocando pérdidas de 4, 6 y 8 dB. Para inducir el acoplamiento de los cristales coloidales, se introdujo la fibra óptica dentro de una celda de vidrio que contiene una solución de micropartículas de poliestireno de látex de 3 micras. Los resultados muestran que se pueden formar cristales monocapa bien definidos con áreas de algunas decenas de micras, así como estructuras bicapa y tricapa semidefinidas. Estas estructuras dependen de la altura de la fibra óptica respecto al fondo de la celda. Asimismo, se demuestra que el proceso de formación se puede acelerar en función de la potencia del láser y la cantidad de nanopartículas metálicas fotodepositadas.

Uso del plasmón de resonancia superficial como biosensor en la detección de los tipos de VPH 6,11, 16 y 18

El Virus del Papiloma Humano (VPH) es la causa del cáncer cervicouterino, el cuarto cáncer más frecuente entre las mujeres, convirtiéndolo en un problema de salud pública. Para la detección temprana se necesitan biomarcadores efectivos como las nanopartículas de oro (AuNPs) y sus conjugaciones. Estas nanopartículas se evaluaraon con el cambio de sus propiedades ópticas (Plasmón de Resonancia Superficial) en cápsides virales (tipo 6, 11, 16 y 18), el cambio plasmónico determina un incremento en la superficie de la AuNPs, volviéndolo especifico en la detección (biosensor) de muestras biológicas con cargas virales altas.

Prueba de una superficie convexa no especular mediante deflectometría óptica

La idea central de este trabajo es realizar mediciones de forma de superficies no especulares mediante el método de deflectometría. Las superficies están compuestas de materiales blandos como elastómeros, mismos que son utilizados dentro del campo de robótica blanda. En este trabajo se instrumentó un arreglo óptico para obtener los perfiles de una superficie convexa no especular usando una línea láser, la imagen proyectada sobre la superficie se registra en una cámara CMOS y mediante una rutina de procesamiento de imágenes se obtiene la forma de la superficie. Trabajo apoyado por DGAPA-UNAM, PAPIIT No. IT103623

Película delgada plasmónica como sensor: Análisis de sensibilidad

En este trabajo, se presenta un análisis de la sensibilidad de un sensor plasmónico conformado por una película delgada de grosor nanométrico de un material plasmónico (oro), embebida dentro de un material dieléctrico con un índice de refracción $n_m$ (al cual se le denomina matriz) y soportada por otro dieléctrico caracterizado con un índice de refracción $n_s$ (llamado sustrato). Se considera que tanto el material plasmónico que compone a la película delgada como los materiales dieléctricos son lineales, homogéneos e isótropos. Con el propósito de estudiar la resonancia plasmónica inducida en la película delgada, se emplea una configuración tipo Kretschmann en la cual se ilumina al sistema con una onda electromagnética plana (con ángulo de incidencia $\theta_i$), considerando los estados de polarización $\textit{s}$ y $\textit{p}$ . La reflectividad del sistema se calcula analíticamente utilizando los coeficientes de reflexión y transmisión para un sistema de tres medios, dados por la fórmula de Landau-Lifshitz, en función de parámetros relevantes como la longitud de onda incidente y el ángulo de incidencia, para ambas polarizaciones. La sensibilidad de la película delgada nanométrica se caracteriza a través de cambios en su espectro de reflectividad debidos a cambios del índice de refracción de la matriz.

Construcción de dermatoscopio multiespectral con luz polarizada para pruebas de control de calidad de productos cosméticos

En la medicina el diagnóstico no destructivo o invasivo hace uso de diferentes técnicas ópticas, estas han sido objeto de estudio para brindar una alternativa que minimicen las molestias del paciente. El objetivo de este proyecto es diseñar y construir un prototipo de uso sencillo para diagnóstico de piel por medio de un sistema óptico con fuente de luz multiespectral. Se pretende tener un sistema similar a los de uso comercial para fototerapia. Para alcanzar el objetivo del proyecto se hizo el bosquejo en software de diseño y posteriormente su prototipo de prueba. También se diseñó y probó un dispositivo de construcción propia para el control de la fuente de luz multiespectral. La metodología para hacer el diagnóstico será tomando imágenes iluminado con las diferentes longitudes de onda, primero sin polarización y posterior con polarización. esto permite identificar y resaltar detalles de la epidermis a diferentes con las longitudes de onda. Las imágenes se analizan por medio Matlab para distinguir con precisión cambios en rugosidad coloración. La fuente fuer caracterizada por medio de un espectrómetro de uso de laboratorio. Para garantizar que son las longitudes de onda deseadas. Para el control de la luz polarizada por medio de la ley de Malus se caracteriza para su eficiente funcionamiento. Todo esto se dispondrá en un soporte impreso en 3D con control automático y como medio de detección un celular de alta definición para la toma de imágenes. Una de las aplicaciones que se pretende hacer es dar un control de calidad a el uso de tratamientos cosméticos, esto con el fin de dar un control de calidad y evitar que los pacientes sean engañados o evitar riesgos de reacciones. En conclusión este dispositivo que se pretende se de acceso y mantenimiento económico, además de fácil uso con el fin de que se de un control de calidad in vivo a pacien

Cuantificación de la constante de Verdet en distintas concentraciones de jarabe de maíz diluido en agua a partir del efecto Faraday

En este trabajo, se investigó el cambio de la constante de Verdet en jarabe de maíz a diferentes concentraciones a partir del efecto Faraday. Se utilizó un láser Helio-Neón de 633 nm estabilizado en intensidad, cuyo haz atravesaba longitudinalmente una muestra líquida contenida en un recipiente cilíndrico de longitud de 35 cm y diámetro de 1.27 cm, el recipiente se encontraba en el centro de una bobina de 1000 vueltas de alambre magneto de cobre de calibre 18. La muestra fue sometida a variaciones de intensidad de campo magnético de entre 0 y 68.32 Gauss. Los resultados obtenidos muestran una variación inversamente proporcional entre la concentración de jarabe maíz y el valor de la constante de Verdet con un coeficiente de correlación de -0.94 que sugiere una correlación negativa muy fuerte.

Pulsos cortos de un láser de Er tipo “Q-switch” utilizando tinta china como absorbente saturable

En el presente trabajo se reporta el estudio experimental de un láser de fibra óptica tipo "Q-switch" basado en tinta china como absorbente saturable. El dispositivo de absorción saturable se implementó colocando la solución dentro de un capilar, donde se introdujeron las puntas de la fibra óptica sin el revestimiento externo, esto permitió acercar las terminales de las fibras a una distancia aproximada de 70 um, con la solución ocupando el espacio que las separa. La generación de los pulsos se llevó a cabo con un láser de cavidad de anillo de fibra óptica, empleando un diodo láser con emisión a 980 nm como fuente de bombeo para una fibra dopada con Er+3. El bombeo del medio activo en la cavidad fue introducido con la ayuda de un multiplexor por división de longitud de onda (WDM). Adicionalmente, dentro de la cavidad, se utilizó un aislador unidireccional y controladores de polarización para optimizar la potencia dentro de la cavidad. Los resultados mostraron un tren de pulsos con frecuencias que varían entre 16 y 36 KHz, y una potencia promedio máxima de salida de 198.9 uW. El estudio de este tipo de láseres es relevante, ya que por su emisión, es posible su impacto en la tercera ventana óptica de las telecomunicaciones, lo cual tiene importantes implicaciones para el desarrollo de tecnologías de comunicación óptica.

Caracterización de las propiedades ópticas de PEDOT: PSS/PVA para su aplicación en la fotónica como sintonizador

En este trabajo se estudian las propiedades ópticas de películas sólidas de PEDOT: PSS/PVA en diferentes cantidades de PEDOT:PSS (1 mL a 2.5 mL). La caracterización se realizó por medio de espectroscopía UV-VIS. Se realizó un estudio de la absorbancia, a la muestra con mayor pico de absorbancia se le añadió electrodos, un ánodo (carbón) y un cátodo (zinc) para su excitación por medio de voltaje en un rango de 0 a 1 V con un incremento de 0.2 V. El arreglo experimental consistió en una fuente de luz blanca de amplio espectro DH-2000-BAL de Ocean Optics (210-2500 nm). La salida de la fuente se conectó a una fibra especial modelo QP400, el otro extremo de la fibra se conectó a una lente óptica, la cual se acopló a la entrada del controlador de temperatura Quantum Northwest (Qpod). La salida del controlador se acopló al espectrómetro UV-VIS. Los resultados experimentales obtenidos, muestran desplazamientos del pico de absorbancia al variar el voltaje, lo que resulta interesante para aplicaciones como dispositivos optoelectrónicos o como modulador electro-óptico.

Caracterización de intensidad óptica a través de un material termocrómico empleando polarizadores lineales

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos al caracterizar una fuente de luz de 550 nm no polarizada, a través de una muestra capaz de cambiar sus propiedades ópticas al aplicarle cambios de temperatura. Para el arreglo experimental se emplean dos polarizadores lineales, los cuales sirven de referencia, para registrar los cambios de intensidad generados por el material como respuesta a los cambios de temperatura. Se emplean también polarizadores lineales visibles, fotodetector de espectro visible y un analizador potencia y energía de Thorlabs.

Propuesta de solución a la ecuación de transporte de intensidad en simetría cilíndrica

La ecuación de transporte de intensidad es una ecuación diferencial parcial que establece la relación entre la fase y la variación de intensidad axial de un campo óptico. La recuperación de fase utilizando esta ecuación implica resolver la ecuación diferencial parcial con condiciones de contorno adecuadas. Ichikawa, Lohmann y Takeda fueron los primeros en verificar experimentalmente esta ecuación utilizando el método de la transformada de Fourier, logrando así obtener la distribución de fase cuantitativa de una muestra unidimensional. En este trabajo, se propone una modificación del método de Ichikawa-Lohmann-Takeda. Aplicamos el método utilizando coordenadas cilíndricas para la recuperación de la fase en dos dimensiones. Se calcula la fase en forma numérica y experimental para el caso de lentes convergentes con ciertas aberraciones. Se presentan los resultados obtenidos.

Generación de un láser pulsado de fibra óptica empleando la oscilación de una micro-burbuja como mecanismo de conmutación

En este trabajo se realizó el estudio de la generación de un láser pulsado de fibra óptica a través de la auto-oscilación de una micro-burbuja de aire inmersa en alcohol. para activar el mecanismo de conmutación, se inyectó una micro-burbuja de aire dentro de una celda con alcohol, la micro-burbuja quedó atrapada en la punta de una fibra óptica que emite luz a una longitud de onda de 1550 nm. La auto-oscilación de la micro-burbuja se produce debido al desequilibrio entre la flotabilidad y las fuerzas de Marangonni, lo que resulta en la modulación de la luz reflejada dentro de la fibra óptica y, en consecuencia, en la generación de los pulsos de luz. La luz reflejada se acopla a un circulador de tres puertos, que luego se conecta a un osciloscopio para visualizar y obtener los datos. Los resultados obtenidos mostraron una frecuencia de oscilación de 7 Hz y con un ancho medio altura máxima (FWHM) de 4 ms. Así también, se observó que la amplitud de los pulsos está directamente relacionada con la distancia de separación entre la burbuja de vapor y la fibra óptica. La capacidad de modular la frecuencia en el tiempo de estos pulsos es evidente en una amplia gama de aplicaciones como telecomunicaciones y aplicaciones médicas.

Evaluación de la Efectividad del Recubrimiento Antirreflejante en Lentes Oftálmicas para la Filtración de la Luz

La luz azul, una parte del espectro de luz visible, ha suscitado un creciente interés debido a sus posibles efectos adversos en la salud ocular y el ciclo circadiano. Aunque la emisión de luz azul por dispositivos electrónicos es una fracción de la emitida por el sol, la cantidad de tiempo que se pasa frente a estas pantallas y la proximidad a los ojos ha generado preocupación sobre sus efectos a largo plazo en la salud ocular. El presente estudio se enfoca en la evaluación de la efectividad del recubrimiento antirreflejante en la protección contra la luz azul. El análisis se realiza en muestras de lentes oftálmicas recubiertas con diferentes tipos de antirreflejante por espectrofotometría para determinar su capacidad de bloqueo de la luz azul. El análisis se extiende a diferentes tipos de micas para evaluar el impacto del recubrimiento antirreflejante. Se muestran los resultados para diferentes tipos de lentes.

Análisis de curvas de z-scan de un colorante orgánico obtenidas con un láser pulsado ultrarrápido bajo diferentes regímenes de iluminación

Al transmitirse un haz Gaussiano intenso a través de ciertos materiales se presentan efectos no lineales como resultado de la modificación de sus propiedades, ejemplo de ello es el cambio de índice de refracción que da lugar a un cambio de fase el cual produce la formación de anillos concéntricos a campo lejano lo que se conoce como el fenómeno de automodulación espacial de fase. Para medir la magnitud y signo de los cambios de índice de refracción, así como la absorción no lineal, se desarrolló la técnica de z-scan. En este trabajo se presentan curvas experimentales de z-scan obtenidas usando como fuente de luz un láser pulsado infrarrojo de femtosegundos para iluminar una muestra de aceite de ricino con colorante rojo de metilo, contenida en una celda de vidrio de un milímetro de espesor, se analizan los resultados obtenidos en régimen continuo, pulsado y mediante la introducción de un chopper en el arreglo experimental para modificar los tiempos de iluminación de la muestra. Se discuten las diferencias entre las curvas obtenidas para cada caso. Los resultados experimentales se analizan mediante diferentes modelos numéricos propuestos en la literatura.

Desarrollo de un láser sintonizable de fibra dopada con erbio para detección de compuestos orgánicos volátiles

En este trabajo se presenta el desarrollo de un sensor láser basado en el la fibra dopada con erbio para la detección de metanol, etanol, acetona y amoniaco como biomarcadores del cáncer de pulmón. Hoy en día se buscan métodos alternativos no invasivos para determinar la presencia de estos biomarcadores. Una alternativa es la técnica del análisis de la respiración, por lo que contar con sensores de sencilla implementación es de muy importante para utilizar estas técnicas. En este trabajo se utilizó una fibra dopada con erbio Er 3030, sobre la cual se grabaron rejillas de periodo largo RPL con un periodo de $550\mu m$ y $550 \mu m$ para sintonizar la emisión del láser y de esta manera cuantificar la presencia de estos compuestos dentro de una cámara de teflón. Como película sensora el Apiezon T y el Apiezon L. Los resultados muestran un rango de sintonización de $4 nm$ para la concentraciones de los VOCs de $33.2 ppm$ hasta $332.2 ppm$.

Combinación monomodo y multimodo en fibra óptica para la detección de acetona como biomarcador de la diabetes mellitus

En el mundo, cada seis segundos muere una persona a causa de la diabetes mellitus, esta es una afección crónica que hoy en día afecta a millones de individuos, con ello surge la importancia del monitoreo de los niveles de glucemia en aquellos que padecen dicha alteración metabólica. La forma más usual de llevar a cabo dicha tarea, la cual resulta de gran importancia, es mediante un glucómetro, el cual funciona mediante la punción del dedo. Sin embargo, esta técnica es invasiva para los pacientes por lo que existen técnicas no invasivas como la técnica de análisis del aliento humano debido a que todas las personas exhalan vapor de acetona, pero aquellas con diabetes emanan una concentración mayor 1.7 ppm. En este trabajo se implementó un interferómetro usando la siguiente configuración: fibra monomodo, fibra multimodo, fibra monomodo, fibra multimodo y fibra monomodo. Se realizaron diversos arreglos, entre los que destacan se mantuvo una longitud constante de fibra multimodo, mientras que la que se encuentra entre las mismas varía en longitud (de uno a veinte centímetros), en la cual se deposita la película sensora que fue el polidimetilsiloxano (PDMS), el menor límite de detección para esta configuración fue de 31.4 ppm.