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

ASTRID LORENA VILLAMIZAR AMADO; MYRIAN CRISTINA TEBALDI ; ALEJANDRO VELEZ ZEA

Medellin

Conferencia; ENO-CANCOA 2021 (XVII Encuentro Nacional de Óptica y VIII Conferencia Andina y del Caribe en Óptica y sus Aplicaciones); 2021

En este trabajo se propone una técnica de identificación y seguimiento de vórtices ópticos para determinar la trayectoria de un objeto 3D codificado en un video holográfico de solo fase de Fresnel, generado con el método de capas. Recordemos que las singularidades de fase o vórtices ópticos son puntos característicos en los cuales la amplitud es nula y la fase no está definida. Es de gran relevancia estudiar el comportamiento de los campos ópticos en la vecindad de las dichas singularidades. En particular, las propiedades del campo alrededor del vórtice (carga topológica,vorticidad, elipticidad y ángulo que forman los ceros de la parte real con los de la parte imaginaria) posibilitan que los vórtices sean utilizados como marcadores o huellas del campo óptico. En nuestra propuesta, el seguimiento de las singularidades de fase contenidas en los cuadros del video holográfico permite determinar el movimiento de un objeto 3D sin necesidad de realizar la reconstrucción de los hologramas. En primer lugar, se realizo el seguimiento de los vórtices y determinación de la trayectoria del objeto 3 D a partir de la información de fase del video holográfico. Posteriormente, se muestra una comparación entre el seguimiento de los vórtices naturales presentes en el holograma de fase y los obtenidos después de la generación de una pseudofase por medio de la transformada de Laguerre-Gauss. Nótese que la densidad de singularidades de pseudo-fase puede ser controlada al escoger un ancho de banda apropiado en latransformada de Laguerre Gauss. Nuestros resultados confirman que el seguimiento de trayectorias en hologramas por medio de vórtices es una herramienta útil, con posibles aplicaciones como la microscopia y la compresión holográfica.