Seguimiento de un objeto 3D en videos holográficos usando vórtices ópticos

ASTRID LORENA VILLAMIZAR AMADO; MYRIAN TEBALDI; ALEJANDRO VELEZ ZEA

Medellín

Congreso; XVII ENO Y VIII CANCOA; 2021

En este trabajo se propone una técnica de identificación y seguimiento de vórtices ópticospara determinar la trayectoria de un objeto 3D codificado en un video holográfico de solofase de Fresnel, generado con el método de capas. Recordemos que las singularidades de faseo vórtices ópticos son puntos característicos en los cuales la amplitud es nula y la fase no estádefinida. Es de gran relevancia estudiar el comportamiento de los campos ópticos en lavecindad de las dichas singularidades. En particular, las propiedades del campo alrededor delvórtice (carga topológica, vorticidad, elipticidad y ángulo que forman los ceros de la partereal con los de la parte imaginaria) posibilitan que los vórtices sean utilizados comomarcadores o huellas del campo óptico. En nuestra propuesta, el seguimiento de lassingularidades de fase contenidas en los cuadros del video holográfico permite determinar elmovimiento de un objeto 3D sin necesidad de realizar la reconstrucción de los hologramas.En primer lugar, se realizó el seguimiento de los vórtices y determinación de la trayectoriadel objeto 3 D a partir de la información de fase del video holográfico. Posteriormente, semuestra una comparación entre el seguimiento de los vórtices naturales presentes en elholograma de fase y los obtenidos después de la generación de una pseudofase por medio dela transformada de Laguerre-Gauss. Nótese que la densidad de singularidades de pseudo-fasepuede ser controlada al escoger un ancho de banda apropiado en la transformada de LaguerreGauss. Nuestros resultados confirman que el seguimiento de trayectorias en hologramas pormedio de vórtices es una herramienta útil, con posibles aplicaciones como la microscopia yla compresión holográfica.