Caracterización de procesos dinámicos mediante la combinación de las técnicas de speckle dinámico e interferometría holográfica digital

N. BUDINI; N. BALDUCCI; C. MULONE; A. C. MONALDI

Buenos Aires

Encuentro; Taller de Óptica y Fotónica y Encuentro de Estudiantes de Fotónica y Óptica; 2016

Los patrones de speckle aparecen sobre la superficie de un objeto al ser éste iluminado con luz coherente. El origen de los mismos se debe a las múltiples interferencias entre los diferentes haces de luz reflejados por el objeto, lo cual resulta en un mapa de puntos luminosos de intensidad aleatoria que envuelve al objeto. Por lo tanto, un patrón de speckle contiene información interferométrica acerca de las características físicas de la superficie delobjeto. Si la superficie iluminada presenta variaciones en función del tiempo se obtiene un patrón de speckle dinámico. El grado de cambio en función del tiempo de un patrón de speckle dinámico se suele denominar actividad speckle (AS) y, en los últimos años, han surgido numerosos métodos para analizar esta actividad tanto cualitativa como cuantitativamente. A pesar de que la cuantificación de la AS es muy simple de llevar a cabo, tanto experimental como numéricamente, y debido a la compleja relación que existe entre los patrones de speckle y las características del objeto bajo análisis, aún no existe una comprensión clara y una explicación consistente que vincule la dinámica observada en los patrones con los procesos físicos que dan lugar a ella. En este contexto, resulta interesante la implementación combinada de la técnica de caracterización por speckle dinámico con otras técnicas que permitan obtener mayor información acerca del objeto de estudio, para así intentar dilucidar cuáles son los mecanismos que dan lugar a una determinada evolución de la AS. En particular, la interferometría holográfica digital (IHD) permite cuantificar deformaciones o variaciones de la superficie analizada con precisión del orden de fraccionesde la longitud de onda utilizada, y puede implementarse en simultáneo con los métodos de speckle dinámico. En este trabajo mostramos no sólo que ambas técnicas pueden ser combinadas, mostrando un alto grado de correlación mutua al observar un mismo proceso dinámico, sino que, además, la información de speckle dinámico puede ser extraída directamente de las imágenes holográficas adquiridas para IHD, es decir sin que exista necesidad de implementar la técnica de speckle separadamente. Como proceso dinámico de estudio se tomó el secado de una pintura tipo esmalte sintético, que representa un caso de estudio típico en el área de speckle dinámico, dado que es bien conocido que la evolución de la AS sigue un decaimiento suave en función del tiempo. Para el análisis registramos tantoimágenes holográficas como imágenes de speckle (separadamente, es decir utilizando dos cámaras digitales) durante el proceso de secado, lo cual nos permitió comparar la evolución de la AS calculada a partir de las imágenes de speckle con la evolución de la información de AS extraída directamente de los hologramas (es decir, sin usar algoritmos de reconstrucción).