Estudio de métodos ópticos de detección de medios absorbentes embebidos en medios densos

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se estudiarán los patrones de luz difundida formados cuando luz coherente ilumina medios fuertemente difusores. Se trata de patrones de moteado interferencial, más conocido como speckle. En una configuración típica se ilumina un medio difusor, tanto en superficie como en volumen, y se observa el speckle producido por la luz retrodifundida, o backscattering, sobre una pantalla o CCD. Cambios pequeños en el medio producen cambios detectables en el patrón de speckle. Se pretende explorar la posibilidad de utilizar esta sensibilidad para detectar cambios producidos en el interior del medio. Para ello se realizarán diversas operaciones (cortes, correlaciones y autocorrelaciones, histogramas de intensidad) sobre las imágenes obtenidas a partir de distintos difusores (superficies estándar, láminas traslúcidas, tacos de papel vegetal), analizando la consistencia de los resultados más importantes. Posteriormente se analizó la capacidad experimental de restituir el medio a un estado inicial, que determina nuestras limitaciones a la hora de manipular el sistema, y finalmente se estudió el efecto que tienen sobre el speckle cambios en el medio denso como introducir una capa reflejante o colocar un objeto en la región posterior.

ABSTRAC: The intensity pattern produced when a coherent light beam reaches a strongly scattering medium, or speckle, is analyzed. In a typical configuration the medium scatters, both in surface and in volume, and the backscattering speckle pattern is monitored on a screen or a CCD. Small changes in the medium are easily observed in the speckle pattern, showing the way for a sensitive detection method, maybe able to detect objects embedded in dense media. Several operations are performed on the detected images (sections, correlations, histograms) and several media are used (standard surfaces, rough PVC sheets, piles of tracing paper forming a stack, and others). A first analysis was performed to check the self-consistency of the results. The possibility of experimentally restitute the system to the original state after a given change was explored in order to know our limitations in manipulating the system. Finally, the effect of changes like introducing a reflecting slab or adding an external (posterior) object was analyzed from the speckle point of view.