Domínguez Carmen

Ochoa Raúl.

Facultad de Ciencias Físico

Matemáticas

Universidad Autónoma de

Coahuila

Introducción El estudio de las propiedades de la luz es importante en:

Desarrollo de técnicas de medición con alta precisión.

Nos permite el desarrollo de instrumentos y técnicas de

medición mediante métodos como la interferometría,

fotometría, o espectroscopia, por mencionar algunas.

Existen dos tipos de sistemas interferométricos: de

división de frente de onda y de división de

amplitud.

En este trabajo utilizamos el interferómetro de

Michelson, el cual tiene múltiples aplicaciones.

Además para su implementación se requirió el diseño de

componentes electromecánicos, electrónicos y

algoritmos computacionales, entre los que podemos

mencionar

Procesamiento Digital de Señales (DSP)

Transformada de Fourier

ii

t

NP

N

1

N

i i

i

v v P

2

1

( )n

x i i

i

P v v

Probabilidad

Velocidad esperada

Desviación Estándar

Experimento 1:

Espejo Móvil

Espejo Fijo

d1

d2

Foto

de

tect

or

Láser

Determinación de la

velocidad de un interferómetro

Metodología Dimos tratamiento a los datos obtenidos mediante

técnicas de Procesamiento Digital de Señales

(DSP), principalmente el uso de Transformada

Rápida de Fourier (FFT).

Además utilizamos cálculos como:

0 0 cos( )2 2

I II k DCO Ecuación de interferencia

1 22DCO d d Diferencia de camino óptico

Resultados y discusión

De este experimento y sus resultados comprobamos que el

sistema electromecánico presenta imperfecciones debido al rozamiento, lo que causa dispersión en el histograma de velocidades.

Sin embargo, la técnica de medición es viable para aplicarse

en otro tipo de mediciones indirectas.

Conclusiones

Primer trabajo:

De un experimento de interferometría

comprobamos la hipótesis de medir la

velocidad lineal de desplazamiento

mediante el análisis de la frecuencia.

La velocidad es obtenida mediante la

medición de la frecuencia de la señal

obtenida.

Experimento 2:

Espejo

Fijo

Fuente Luminosa

cuasimonocromática

Espejo

Móvil

Detector

Motor de

desplazamiento

De la tarjeta de

control

A la tarjeta de

adquisición

Determinación de la longitud

de coherencia de un diodo superluminiscente

Metodología Caracterizamos una fuente óptica de la

información que se obtiene en un interferograma.

Utilizamos como base:

*G U t U t La función de autocorrelación

2jS G e d

El teorema de Wiener-Kinchine.

Resultados y discusión Se utilizó un diodo superluminiscente centrado en

λ0=1302.4 nm con un ancho espectral Δλ = 34.96 nm.

El interferómetro se utilizó con una velocidad de

desplazamiento v = 1.1 mm/s por ajustes.

Espectro de emission del

diodo QSDM-1300-9

Qphotonics

* Se tomaron 15 mediciones de interferogramas.

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

Samples

Lin

ea

r S

ca

le (

V)

Interferogram of DSL

4960 4980 5000 5020 5040

-0.5

0

0.5

Zoom

Ejemplo de interferograma obtenido en medición del diodo superluminiscente.

La media

obtenida para la

longitud de

coherencia

difiere del valor

teórico

lc =82.08 µm, no significando con

ello que las

mediciones estén

mal en principio.

Se asume en un principio que el diodo tiene una

emisión espectral gaussiana; como puede verse,

la forma no es de una gaussiana perfecta, pues

presenta muchos rizos, y estos afectan la función

de autocorrelación medida.

Se requiere mejorar el experimento para disminuir

el coeficiente de desviación, que si bien es

aceptable, debe reducirse.

Conclusiones

Segundo trabajo:

Usando técnicas de procesamiento

digital de señales permitimos que la

precisión de esta medición se incremente

sustancialmente.

Este sistema y sus técnicas derivadas

pueden utilizarse para la medición de

otras variables físicas como distancia

lineal o vibración.

Seguimiento de la investigación

El sistema electromecánico presenta

limitaciones y se tiene como trabajo a

futuro el mejorar las condiciones de este

para obtener mejores condiciones de

medición.

Bibliografía

1. Hetch, E., Óptica. Ed. Addison Wesley, 2000.

2. Jenkins F.A., Whites H.E., Fundamentals of Optics. Ed. McGraw-Hill, 1981.

3. Malacara D., Óptica Básica. Fondo de Cultura Económica, 1ª. Edición 1989.

4. Ochoa Valiente R., Detección y medición de campos eléctricos utilizando retardadores electrópticos en tecnología de óptica integrada. Tesis Doctoral en Óptica; INAOE; 2010.