Vol. 25,  No. 2A, 2008    Otros números

Despolarización de la luz en la dispersión por superficies cilíndricas rugosas

 R. Aparicio^†, F. Perez Quintián y M. A. Rebollo

Sumario.  A partir de luz linealmente polarizada, se estudia el cambio del estado de polarización (despolarización) en la dispersión por cilindros de acero inoxidable, espejados y de rugosidad creciente.  Las curvas experimentales de la intensidad dispersada en función del ángulo de observación indican una correlación entre el aumento de la rugosidad y la variación del valor medido de la intensidad dispersada en la dirección de reflexión especular sobre el plano formado por la dirección de incidencia y el eje del cilindro (plano de incidencia).  Los datos obtenidos con el cilindro espejado se cotejan con los resultados de un modelo numérico basado en la óptica geométrica.  En el caso de los cilindros rugosos, sus datos experimentales se comparan con los resultados de la resolución numérica, empleando la teoría vectorial de Kirchhoff, de una expresión integral para el campo dispersado.  La forma general de las curvas numéricas coincide con la de las curvas experimentales, aunque se observan ciertas diferencias entre los valores medidos y los calculados para la intensidad dispersada en el plano de incidencia y cerca de él.  Se analiza la relación entre estas diferencias y los efectos de reflexiones múltiples y de sombra, efectos que no están considerados en la teoría de Kirchhoff empleada.

 Abstract.  Starting from linearly polarized light, the change of state of polarization (depolarization) is studied in the scattering of light by rough stainless steel cylinders and by mirrored cylinders as well.  Experimental curves of intensity of depolarized light vs. observation angle are obtained.  These data indicate a correlation between the increase of roughness and the variation of the measured value of intensity of light scattered in the specular-reflection direction on the global incidence plane, the plane formed by the incidence direction and the cylinder axis.  Information obtained from the mirrored cylinder is compared to the results of a geometrical optics-based numerical model.  In the case of rough cylinders, the experimental data are compared to the results of the numerical resolution of an integral expression for the scattered field using the Kirchhoff’s vector theory.  The experimental and numerical plots have similar shapes, although differences between measured and calculated values of intensity on the global plane of incidence, and near of it, are observed.  The relation between these differences and multiple-scattering and shadow effects is analyzed.  These effects are not considered in the used Kirchhoff’s theory. 

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Hydrophilic character study of silica-gel by a laser dynamic speckle method

 C. I. Cabello, G. Bertolini, S. Amaya, R. Arizaga, M. Trivi.

Abstract.  This research shows a dynamic speckle application to the hydrophilicity study of commercial silica-gel with different textural properties, i.e. grain size, superficial area and pore volume. The experimental results show the temporary evolution of the speckle patterns from the samples during the water adsorption process. These results show a good correlation with textural parameters.

 Sumario. El trabajo muestra una aplicación de la técnica de speckle dinámico al estudio de hidrofilicidad de sílica gel comercial con diferentes propiedades texturales, tales como tamaño de granos, área superficial y volumen de poros. Los resultados experimentales muestran la evolución temporal de los diagramas de speckle durante el proceso de adsorción del agua de las muestras. Los resultados muestran una buena correlación con los parámetros texturales.

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Esparcímetro de resolución angular para tejidos biológicos

R. Castro Sánchez, R. A. Martínez Celorio, L. Martí López, J. T. Vega Durán,^.A. Vega Corona, D. Hernández-Fusillier, B. González Rolón  y R. A. Rodríguez-Cruz

Sumario.  Un Esparcímetro de Resolución Angular (ARS) para estudiar el esparcimiento de la luz en tejidos biológicos es propuesto.  El ARS está basado en obtener la matriz de Mueller para descubrir las diferencias principales entre sus elementos.  Para hacer más compacto el ARS dos moduladores fotoelásticos fueron usados, los cuales permiten obtener varios estados de polarización.  Los resultados muestran un arreglo económico y robusto el cual puede ser utilizado para  diagnosticar patologías clínicas.  Se discuten las ventajas y desventajas del diseño propuesto.

Abstract.  An Angular Resolution Scattering (ARS) for studying light scattering in biological tissues is proposed.  ARS is based on obtaining Mueller's matrix to detect the main differences between its elements.  Two photo-elastics modulator were used to make a compact arrangement, which allow us to obtain several polarization states.  The measurements have been obtained from an economical and robust device, which could be used in medical applications. The advantages and disadvantages of the proposed method are discussed.

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Recent advances in silicon microphotonic devices

P. Cheben, A. Delâge, A. Densmore, S. Janz, B. Lamontagne, J. Lapointe, E. Post, J. Schmid, P. Waldron, and D.-X. Xu

Sumario.  Se revisan diversos dispositivos de guías de onda silicon-sobre-aislante (SOI) desarrollados en el National Research Council de Canadá.  Incluyen un espectrómetro de alta resolución basado en un arreglo de rejilla de guía de onda (AWG), un espectrómetro de transformada de Fourier AWG con una gran capacidad de recolección de luz y un AWG con dispersión incrementada utilizando el efecto fotónico de gap de banda.  Se introducen las estructuras de rejilla sub-longitud de onda (SWG), incluyendo acopladores de entrada y caras de guía de onda antireflectantes.

Abstract: Various microphotonic silicon-on-insulator (SOI) waveguide devices developed at the National Research Council of Canada are reviewed. These include a high-resolution arrayed waveguide grating (AWG) spectrometer, a Fourier-transform interleaved AWG spectrometer with a large light gathering capability, and an AWG with the dispersion enhancement using the photonic bandgap effect. Sub-wavelength grating (SWG) structures are introduced, including input couplers and antireflective waveguide facets.

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Sistema automatizado de cromatografía líquida con detección polarimétrica láser y aplicaciones

V. Fajer^a†, C. Rodríguez^b, T. Cepero^a,  S. Naranjo^b , E. Arista^a, W. Mora^a, G. Mesa^a, H. Fernández^a, J. Arteche^a, V. Hormaza^c y G. Cossío^a. 

Sumario.  Se describen las características del sistema de desarrollado de cromatografía de geles utilizando como detector un polarímetro láser automático de alta sensibilidad. Se hace referencia al tubo polarimétrico de flujo diseñado de un volumen de 330 mL y una longitud de 50mm modelado a través del programa COSMOSFloWorks 2003.El sistema referido dispone de un programa de adquisición de datos que permite la obtención en línea de los cromatogramas procedentes de la salida RS232 del detector polarimétrico. El almacenamiento de ficheros electrónicos de los cromatogramas facilita su análisis y elaboración y disminuye significativamente el tiempo requerido para el análisis de los resultados. El tiempo de medición del detector de cada punto es de 1s y utilizando una velocidad de elusión entre 5 y 10 mL/min, los tiempos de obtención de los cromatogramas oscilan entre 30 y 50 min. El sistema fue aplicado como método complementario en el diagnóstico de la enfermedad denominada escaldadura foliar que produce afectaciones significativas en los cultivos de caña de azúcar.

Abstract.  The characteristics of the developed gel chromatographic system employing a laser polarimetric detector are described. It is referred a flux polarimetric tube of 330μL volume and 50 mm length designed by the authors, which was modeled using the COSMOSFloWorks 2003 program. The system has a data acquisition program which obtains on line the chromatograms from the RS232 polarimetric detector output. The storage of the chromatogram files makes easier its analysis and elaboration y diminishes significantly the required timed for obtaining the results. The measurement time of the detector for each point is one second, employing an elution velocity between 30 and 50 min. The system was applied as a complementary method for diagnostics of the scald foliar disease which produces significant damages in the sugar cane plantations.

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Espectroscopía de plasma inducido por láser con excitación multipulso

L. Ponce^†, T. Flores, M. Arronte, ^aL. C. Hernandez, ^bG. M. Bilmes, ^bF. C. Alvira

Sumario. Se presenta un nuevo equipo de bajo costo para el análisis de plasma inducido por láser (LIBS), cuya fuente de excitación es un láser de Nd:YAG en régimen de Q:Switch con tren de pulsos. Se exponen los resultados obtenidos en varios materiales, para condiciones de atmósfera abierta. Se demuestra la mejora significativa de la intensidad de emisión de plasma, incrementándose la relación de la señal respecto al fondo, debido a la excitación adicional que producen los pulsos sucesivos

Abstract.  A low cost LIBS equipment with burst-mode Q:Switched Nd:YAG laser as excitation source is presented. The results of investigation on several materials using laser emission plasma excited under normal atmospheric conditions are presented. It is shown that the intensity of emission significantly enhance with the laser burst. This regime leads to increasing signal to background ratio due to subsequent plasma excitation by high power short pulses increasing intensity of atomic lines.

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Perforador de piel con detector de foco por barrera de luz

 L. Ponce, M. Arronte, J. L. Cabrera, B. Lambert, T. Flores

Sumario. Se presenta un nuevo diseño de detector de foco para un perforador de piel con láser. Este equipo, diseñado para la toma de muestras de sangre sin contacto mecánico, consta de un láser de erbio pulsado y de un sistema de enfoque que debe garantizar el posicionamiento preciso de la superficie de la piel sobre el punto focal. El nuevo diseño está realizado mediante una barrera de luz cuya interrupción activa el disparo del láser para la obtención de la muestra.

Abstract.  The new design of laser skin perforator with focal point detection by light wall is presented. The device permits the capture of blood samples without mechanical contact. Its include a pulse Er:YAG laser and a device to focalize the laser light on the skin surface. The new design contents a light wall with interruption by sample activate the laser shoot.

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Láser de Nd:YAG con ancho de pulso variable para la remoción superficial de contaminantes
M. Arronte, L. Ponce, J. L. Cabrera, B. Lambert, T. Flores.

Sumario. Se presenta el prototipo de un láser de Nd:YAG con ancho de pulso variable en el rango 50 – 500µs. El equipo consta de una cavidad portátil para facilitar su aplicación industrial y una fuente de alimentación compacta de 3kW de potencia media. La regulación de ancho de pulso se realiza electrónicamente y permite optimizar la eficiencia en la eliminación de contaminantes superficiales.

Abstract.  The prototype of a new Nd:YAG laser with variable pulse duration in 50-500µs range is presented. The device has a portable laser cavity in order to facilitate the manual application. The power supply is quite compact for a 3kW power unit. The pulse width regulation is performed electronically, allowing the optimization of contaminants ablation efficiency.

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Determinación de la profundidad de penetración térmica en sangre

Suren Stolik, José A. Delgado, Arllene M. Pérez, Lorenzo Anasagasti. 

Sumario. La radiación óptica está siendo ampliamente aplicada en el tratamiento y diagnóstico de diversas patologías y se ha expandido a diferentes campos de la medicina. Uno de los aspectos más importantes para comprender correctamente la interacción de la luz con los tejidos, es una correcta caracterización óptica de los mismos. En los casos donde la densidad de potencia de la radiación incidente es suficientemente alta ( como en la Terapia Fotodinámica), se requiere también del conocimiento de las propiedades térmicas del tejido porque el incremento de la temperatura puede ser significativo y pudiera influir en los efectos terapéuticos del tratamiento.  Se ha determinado la penetración térmica de la sangre humana aplicando el modelo de difusión, aproximación de la ecuación de transferencia radiativa. Se presentan y discuten la instalación experimental y los resultados obtenidos.

Abstract.  Optical radiation is increasingly applied in the treatment and diagnosis of different pathologies and it has been extended to different fields of medicine. One of the most important aspects in order to fully understand the interaction of the light with tissues is their correct optical characterization. In those cases where the power density of the incident light is sufficiently high (as in Photodynamic Therapy), it is also needed the knowledge of the thermal properties of the tissue because the temperature rise could be significant and it could play a role in the therapeutic effects of the treatment.  The thermal penetration depth of human blood has been measured applying the diffusion approximation of the radiative transfer equation. The results and the experimental setup are presented and discussed.

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