Examinando por Materia "Óptica física"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Characterizing optical scattering of stable Intralipid infused tissue phantoms using Imaging sensors
    (Universidad del Valle, 2023) Aguilera Cuenca, Isabella; Solarte, Efrain; Chapman, Glenn
    Optical Tomography is a method that performs imaging through tissue using light. Contrary to tipically used techniques, such as X-rays, light does not damage human tissue but it does face a highly significant barrier which is the fact that it is heavily scattered when passing through the tissue. For this reason, it is especially important to develop new and accesible techniques that are capable of separating heavily scattered light in order to graduallyreplace techniques that are as harmful to patients as X-rays. Through this research, we performed an optical characterization of long livid stable Intralipid infused tissue phantoms, which simulate optical properties of skin tissue, by measuring scattering properties of these phantoms in a set-up using lasers at five different wavelengths (408, 532, 632, 670 and 808 nm) and a DSLR camera as an imaging sensor. The images acquired by this sensor were processed in a MATLAB program that conducted data calculation using regression análisis and obtained Anisotropy Factors and Scattering Coefficients of each sample. From this, Reduced Scattering Coefficients for the samples were obtained and found to be similar to measured coefficients in real biological tissue. Furthermore, the results showed that the Henyey-Greenstein model and the method fit efficiently the propagation of light trough turbid media, especially when considering the 632 and 670 nm wavelengths within the lasers used. La tomografía óptica es una técnica de imagenología que permite visualizar través de los ́tejidos utilizando luz. Contrario a técnicas utilizadas habitualmente, como los rayos X, la ́ luz no es perjudicial para el tejido humano, pero s ́ı enfrenta una barrera muy importante como lo es el hecho de que se dispersa en gran medida al pasar a través de ́el. Por esta ́razón, es de crucial importancia desarrollar técnicas nuevas y accesibles que sean capaces ́ de separar la luz altamente dispersada para gradualmente sustituir procedimientos nocivos e invasivos para los pacientes. A través de esta investigación, se realizó una caracterización ́óptica de modelos estables de tejido infundidos en Intralipid y de tiempo de vida extenso, ́ los cuales simulan las propiedades ópticas del tejido de la piel, al medir las propiedades ́ de dispersión de estos con ayuda de un montaje que utilizo láseres de cinco longitudes de ́ onda diferentes (408, 532, 632, 670 y 808 nm) y una cámara DSLR como sensor de imagen. ́ Las imágenes adquiridas por este sensor fueron procesadas en un código de MATLAB que ́ realizo cálculos de datos mediante el análisis de la regresión con el método de estimación ́ de mínimos cuadrados y obtuvo factores de anisotropía y coeficientes de dispersión de ́ cada muestra. De esto, se calcularon los coeficientes de dispersión reducidos para cada ́ una de ellas y se encontró que estos valores son similares a coeficientes medidos en tejido ́ biológico real. Además, los resultados mostraron que el modelo de función de fase de ́ Henyey-Greenstein y la técnica de medición utilizada ajustan eficientemente el fenómeno ́ de la propagación de la luz en medios turbios, especialmente cuando se consideran las ́ longitudes de onda de 632 y 670 nm dentro del rango de láseres usados. ́
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    PublicaciónAcceso abierto
    Characterizing optical scattering of stable Intralipid infused tissue phantoms using Imaging sensors
    (Universidad del Valle, 2023) Aguilera Cuenca, Isabella; Solarte, Efrain
    Optical Tomography is a method that performs imaging through tissue using light. Contrary to tipically used techniques, such as X-rays, light does not damage human tissue but it does face a highly significant barrier which is the fact that it is heavily scattered when passing through the tissue. For this reason, it is especially important to develop new and accesible techniques that are capable of separating heavily scattered light in order to graduallyreplace techniques that are as harmful to patients as X-rays. Through this research, we performed an optical characterization of long livid stable Intralipid infused tissue phantoms, which simulate optical properties of skin tissue, by measuring scattering properties of these phantoms in a set-up using lasers at five different wavelengths (408, 532, 632, 670 and 808 nm) and a DSLR camera as an imaging sensor. The images acquired by this sensor were processed in a MATLAB program that conducted data calculation using regression análisis and obtained Anisotropy Factors and Scattering Coefficients of each sample. From this, Reduced Scattering Coefficients for the samples were obtained and found to be similar to measured coefficients in real biological tissue. Furthermore, the results showed that the Henyey-Greenstein model and the method fit efficiently the propagation of light trough turbid media, especially when considering the 632 and 670 nm wavelengths within the lasers used. La tomografía óptica es una técnica de imagenología que permite visualizar través de los ́tejidos utilizando luz. Contrario a técnicas utilizadas habitualmente, como los rayos X, la ́ luz no es perjudicial para el tejido humano, pero s ́ı enfrenta una barrera muy importante como lo es el hecho de que se dispersa en gran medida al pasar a través de ́el. Por esta ́razón, es de crucial importancia desarrollar técnicas nuevas y accesibles que sean capaces ́ de separar la luz altamente dispersada para gradualmente sustituir procedimientos nocivos e invasivos para los pacientes. A través de esta investigación, se realizó una caracterización ́óptica de modelos estables de tejido infundidos en Intralipid y de tiempo de vida extenso, ́ los cuales simulan las propiedades ópticas del tejido de la piel, al medir las propiedades ́ de dispersión de estos con ayuda de un montaje que utilizo láseres de cinco longitudes de ́ onda diferentes (408, 532, 632, 670 y 808 nm) y una cámara DSLR como sensor de imagen. ́ Las imágenes adquiridas por este sensor fueron procesadas en un código de MATLAB que ́ realizo cálculos de datos mediante el análisis de la regresión con el método de estimación ́ de mínimos cuadrados y obtuvo factores de anisotropía y coeficientes de dispersión de ́ cada muestra. De esto, se calcularon los coeficientes de dispersión reducidos para cada ́ una de ellas y se encontró que estos valores son similares a coeficientes medidos en tejido ́ biológico real. Además, los resultados mostraron que el modelo de función de fase de ́ Henyey-Greenstein y la técnica de medición utilizada ajustan eficientemente el fenómeno ́ de la propagación de la luz en medios turbios, especialmente cuando se consideran las ́ longitudes de onda de 632 y 670 nm dentro del rango de láseres usados. ́ DisponibilidadContenidoResumenNota(s)También Prestado ...Calificaciones y Comentarios
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio de las propiedades ópticas de estructuras fotónicas con inclusiones de grafeno y variación espacial gradual de sus materiales [recurso electrónico]
    (2019-09-19) Calvo Velasco, Danny Manuel; Porras Montenegro, Nelson (Director de Tesis o Trabajo de Grado)
    En este trabajo se presenta el estudio de las propiedades ópticas de tres diferentes sistemas ópticos, que comprenden estructuras con variación gradual de sus propiedades ópticas (sistemas tipo graded), sistemas con inclusión de capas de grafeno y cristales fotónicos 2D. En el Capítulo 1, se propone un sistema tipo graded, formado por capas de metal y aire, en el cual se considera una variación gradual del ancho de cada una de las bi-capas de metal-aire en la estructura, manteniendo constante la cantidad de material. Se muestra que la variación de los anchos de las bi-capas modifica las condiciones de resonancia asociadas a los sistemas periódicos, favoreciendo la reorganización del campo eléctrico al interior de la estructura, lo que origina la aparición de bandas de transmisión en frecuencias para las cuales los sistemas periódicos, con similar cantidad de material, presentan brechas fotónicas. Por otra parte, en el Capítulo 2 se propone un cristal fotónico 1D formado por capas de materiales dieléctrico, grafeno y un metamaterial con respuesta eléctrica negativa anisotrópica uniaxial, se encuentra que este tipo de cristal fotónico, modifica su respuesta óptica alrededor de la frecuencia del plasmón-polaritón del metamaterial con la variación del potencial químico del grafeno. Así mismo, en el Capítulo 3 se investiga la estructura de bandas fotónica de un cristal fotónico 2D formado por barras rectangulares de metal en aire, se encontro que este tipo de sistemas presenta bandas con poca dispersión, las cuales están asociadas a una alta localización de la radiación electromagnética en la superficie de las barras, junto con la reorganización de la estructura de bandas que depende de su geometría. Los diferentes métodos numéricos utilizados, así como la forma de aplicarlos en cada una de las estructuras estudiadas, son explicados y ampliados en cada uno de los capítulos.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Magneto - optical effects in metamaterials for the design of opto - mechanical devices [recurso electrónico]
    (2019-10-17) Girón Sedas, Jaime Andrés; Granada Echeverry, Juan Carlos (Director de Tesis o Trabajo de Grado); Mejía Salazar, Jorge Ricardo (Director de Tesis o Trabajo de Grado)
    En esta tesis, demostramos dos mecanismos diferentes para la mejora del efecto de Kerr transversal magneto-óptico (TMOKE). En el primero, mostramos valores extraordinarios del TMOKE mediante la exitación de modos de tunelamiento resonante en una tri-capa, con una capa dieléctrica intercalada entre dos capas metálicas magnetoópticas. En el segundo caso, utilizamos las nuevas propiedades físicas e inusuales de los metamateriales épsilon-near-zero (ENZ) para mejorar el TMOKE hasta valores gigantes, a través del acoplamiento de modos de absorción perfecta y plasmones de superficie, en una estructura magneto-plasmónica. Se muestran aplicaciones potenciales en el desarrollo de plataformas de biosensores plasmónicos miniaturizables sin precedentes. Por otro lado, se muestra una nueva forma de controlar las fuerzas ópticas sobre partículas polarizadas cerca de superficies magnetoópticas, abriendo así nuevas rutas para la manipulación de nanopartículas. Todos los resultados numéricos se obtuvieron utilizando el enfoque de matriz de dispersión generalizada para magnetoóptica en sistemas multicapa de diseño periódico. En los cálculos de fuerzas ópticas, utilizamos el método de matriz de dispersión combinado con el formalismo de las funciones de Green para obtener los datos numéricos correspondientes.