http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/60201 Wed, 21 Oct 2026 11:04:54 GMT 2026-10-21T11:04:54Z http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/147654 Articulo Journal of Optics; vol. 17, no. 8 We present for the first time an optical encrypting–decrypting protocol for recovering messages without speckle noise. This is a digital holographic technique using a 2f scheme to process QR codes entries. In the procedure, letters used to compose eventual messages are individually converted into a QR code, and then each QR code is divided into portions. Through a holographic technique, we store each processed portion. After filtering and repositioning, we add all processed data to create a single pack, thus simplifying the handling and recovery of multiple QR code images, representing the first multiplexing procedure applied to processed QR codes. All QR codes are recovered in a single step and in the same plane, showing neither cross-talk nor noise problems as in other methods. Experiments have been conducted using an interferometric configuration and comparisons between unprocessed and recovered QR codes have been performed, showing differences between them due to the involved processing. Recovered QR codes can be successfully scanned, thanks to their noise tolerance. Finally, the appropriate sequence in the scanning of the recovered QR codes brings a noiseless retrieved message. Additionally, to procure maximum security, the multiplexed pack could be multiplied by a digital diffuser as to encrypt it. The encrypted pack is easily decoded by multiplying the multiplexing with the complex conjugate of the diffuser. As it is a digital operation, no noise is added. Therefore, this technique is threefold robust, involving multiplexing, encryption, and the need of a sequence to retrieve the outcome. Thu, 01 Jan 2015 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/147654 2015-01-01T00:00:00Z We present for the first time an optical encrypting–decrypting protocol for recovering messages without speckle noise. This is a digital holographic technique using a 2f scheme to process QR codes entries. In the procedure, letters used to compose eventual messages are individually converted into a QR code, and then each QR code is divided into portions. Through a holographic technique, we store each processed portion. After filtering and repositioning, we add all processed data to create a single pack, thus simplifying the handling and recovery of multiple QR code images, representing the first multiplexing procedure applied to processed QR codes. All QR codes are recovered in a single step and in the same plane, showing neither cross-talk nor noise problems as in other methods. Experiments have been conducted using an interferometric configuration and comparisons between unprocessed and recovered QR codes have been performed, showing differences between them due to the involved processing. Recovered QR codes can be successfully scanned, thanks to their noise tolerance. Finally, the appropriate sequence in the scanning of the recovered QR codes brings a noiseless retrieved message. Additionally, to procure maximum security, the multiplexed pack could be multiplied by a digital diffuser as to encrypt it. The encrypted pack is easily decoded by multiplying the multiplexing with the complex conjugate of the diffuser. As it is a digital operation, no noise is added. Therefore, this technique is threefold robust, involving multiplexing, encryption, and the need of a sequence to retrieve the outcome. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/143604 Objeto de conferencia 8th Iberoamerican Congress on Pattern Recognition (CIARP 2003) (Havana, Cuba, November 26-29, 2003); Progress in Pattern Recognition, Speech and Image Analysis We propose the use of Difference Histogram method for classification of soya seed speckle images. The time history speckle patterns (THSP), obtained from the dynamic speckle patterns of the seeds were processed for texture classification based on seed vigor and viability. In this work, bean seeds were analyzed with different humidity levels, ie. at 15, 25, 35 and 45 minutes since the sample was taken out from the humid germination paper and submitted to the imaging process, with the aim of determining the influence of this temporal parameter in the classification result (dead or alive). The whole set of seeds was previously analyzed and classified in viable (alive) or not viable (dead) by experts in the matter by applying a traditional method. According to the obtained results the proposed method revealed to be appropriate for the task of classification of seeds. In the case of the highest humidity level the disagreement between our method and the conventional one was the greatest. It should be said that in this case the analyzed images were noisier. Lecture Notes in Computer Science (LNCS, vol. 2905) Wed, 01 Jan 2003 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/143604 2003-01-01T00:00:00Z We propose the use of Difference Histogram method for classification of soya seed speckle images. The time history speckle patterns (THSP), obtained from the dynamic speckle patterns of the seeds were processed for texture classification based on seed vigor and viability. In this work, bean seeds were analyzed with different humidity levels, ie. at 15, 25, 35 and 45 minutes since the sample was taken out from the humid germination paper and submitted to the imaging process, with the aim of determining the influence of this temporal parameter in the classification result (dead or alive). The whole set of seeds was previously analyzed and classified in viable (alive) or not viable (dead) by experts in the matter by applying a traditional method. According to the obtained results the proposed method revealed to be appropriate for the task of classification of seeds. In the case of the highest humidity level the disagreement between our method and the conventional one was the greatest. It should be said that in this case the analyzed images were noisier. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/128703 Articulo Optics Communications; vol. 281, no. 23 This paper presents an alternative to secure exchange of encrypted information through public open channels. Chaotic encryption introduces a security improvement by an efficient masking of the message with a chaotic signal. Message extraction by an authorized end user is done using a synchronization procedure, thus allowing a continuous change of the encrypting and decrypting keys. And optical implementation with a 4f optical encrypting architecture is suggested. Digital simulations, including the effects of missing data, corrupted data and noise addition are shown. These results proof the consistency of the proposal, and demonstrate a practical way to operate with it. Mon, 01 Dec 2008 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/128703 2008-12-01T00:00:00Z This paper presents an alternative to secure exchange of encrypted information through public open channels. Chaotic encryption introduces a security improvement by an efficient masking of the message with a chaotic signal. Message extraction by an authorized end user is done using a synchronization procedure, thus allowing a continuous change of the encrypting and decrypting keys. And optical implementation with a 4f optical encrypting architecture is suggested. Digital simulations, including the effects of missing data, corrupted data and noise addition are shown. These results proof the consistency of the proposal, and demonstrate a practical way to operate with it. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/128585 Articulo Journal of Biomedical Optics; vol. 17, no. 5 We present a dynamic laser speckle method to easily discriminate filamentous fungi from motile bacteria in soft surfaces, such as agar plate. The method allows the detection and discrimination between fungi and bacteria faster than with conventional techniques. The new procedure could be straightforwardly extended to different micro-organisms, as well as applied to biological and biomedical research, infected tissues analysis, and hospital water and wastewaters studies. Sun, 01 Jan 2012 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/128585 2012-01-01T00:00:00Z We present a dynamic laser speckle method to easily discriminate filamentous fungi from motile bacteria in soft surfaces, such as agar plate. The method allows the detection and discrimination between fungi and bacteria faster than with conventional techniques. The new procedure could be straightforwardly extended to different micro-organisms, as well as applied to biological and biomedical research, infected tissues analysis, and hospital water and wastewaters studies. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/126337 Articulo Optics Express; vol. 20, no. 4 We present the first experimental technique to encrypt a movie under a joint transform correlator architecture. We also extend the method to multiplex several movies in a single package. We use a Mach-Zehnder interferometer to encrypt experimentally each movie. One arm of the interferometer is the joint transform correlator and the other arm is the reference wave. We include the complete description of the procedure along with experimental results supporting the proposal. Mon, 30 Jan 2012 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/126337 2012-01-30T00:00:00Z We present the first experimental technique to encrypt a movie under a joint transform correlator architecture. We also extend the method to multiplex several movies in a single package. We use a Mach-Zehnder interferometer to encrypt experimentally each movie. One arm of the interferometer is the joint transform correlator and the other arm is the reference wave. We include the complete description of the procedure along with experimental results supporting the proposal. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/125910 Articulo Applied Optics; vol. 46, no. 14 The use of different pupils for storing each speckled image in speckle photography is employed to determine multiple in-plane rotations. The method consists of recording a four-exposure specklegram where the rotations are done between exposures. This specklegram is then optically processed in a whole field approach rendering isothetic fringes, which give detailed information about the multiple rotations. It is experimentally demonstrated that the proposed arrangement permits the depiction of six isothetics in order to measure either six different angles or three nonparallel components for two local general in-plane displacements. Mon, 01 Jan 2007 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/125910 2007-01-01T00:00:00Z The use of different pupils for storing each speckled image in speckle photography is employed to determine multiple in-plane rotations. The method consists of recording a four-exposure specklegram where the rotations are done between exposures. This specklegram is then optically processed in a whole field approach rendering isothetic fringes, which give detailed information about the multiple rotations. It is experimentally demonstrated that the proposed arrangement permits the depiction of six isothetics in order to measure either six different angles or three nonparallel components for two local general in-plane displacements. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/119246 Articulo Optics Communications; vol. 396 In this work the Lau fringes generated by using a combination of an amplitude grating and a photorefractive volume phase grating is theoretically and experimentally analyzed. A model based on the path integral formalism to calculate the patterns intensity is employed. We show that the Lau pattern behavior is governed by the output pupil diameter of the imaging recording system, the DC external electric field and the crystal thickness. The introduction of a phase modulation that gathers the previously mentioned parameters allows determining the condition to optimize the fringe visibility. In this case, the visibility maintains a sinusoidal dependence as it happened with planar grating experiments. The experimental results confirm the theoretical model proposed. Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/119246 2017-01-01T00:00:00Z In this work the Lau fringes generated by using a combination of an amplitude grating and a photorefractive volume phase grating is theoretically and experimentally analyzed. A model based on the path integral formalism to calculate the patterns intensity is employed. We show that the Lau pattern behavior is governed by the output pupil diameter of the imaging recording system, the DC external electric field and the crystal thickness. The introduction of a phase modulation that gathers the previously mentioned parameters allows determining the condition to optimize the fringe visibility. In this case, the visibility maintains a sinusoidal dependence as it happened with planar grating experiments. The experimental results confirm the theoretical model proposed. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/99467 Articulo Revista Argentina de Bioingeniería; vol. 22, no. 1 En este trabajo se presenta un estudio preliminar para la caracterización eficaz de la superficie del tejido cutáneo por medio de Speckle Láser Dinámico. Aunque la demoscopia es ampliamente utilizada para realizar este análisis, se aplicó Speckle Láser Dinámico como una técnica complementaria para la evaluación de la piel, con el objetivo de ayudar al diagnóstico médico, proporcionando información adicional sobre patrones de textura y perfiles de microcirculación. Debido a la naturaleza de los fenómenos subyacentes, el estudio de la evolución temporal de los diagramas de speckle proporciona una interesante herramienta no destructiva y no invasiva para caracterizar los cambios de microtextura en la piel, reflejando las variaciones fisiológicas en la actividad de la muestra a lo largo del tiempo. Este análisis ayudará a la caracterización del tejido normal de la piel, permitiendo establecer comparaciones cualitativas con las enfermedades cutáneas y el seguimiento de los tratamientos. Se evaluó el perfil de microcirculación de la piel sana después de un protocolo de presión, para lograr una medida cualitativa de la reperfusión basada en la actividad de speckle dinámico. La metodología aplicada se basa en un enfoque multi-descriptor después de un proceso de segmentación utilizando redes neuronales artificiales basadas en mapas auto-organizados.; This work presents a preliminary study for the effective characterization of the skin tissue surface by means of Dynamic Laser Speckle. Although dermoscopy is widely used to perform this analysis, Dynamic Laser Speckle was applied as a complementary technique for skin assessment, aimed to help medical diagnosis by giving additional information regarding texture patterns and microcirculation profiles. Due to the nature of the underlying phenomena, the study of the temporal evolution of speckle diagrams provides an interesting non-destructive and non-invasive tool to characterize microtexture changes in the skin, reflecting physiological variations contained in sample activity over time. This analysis will assist the characterization of normal skin tissue, enabling the establishment of qualitative comparisons with ongoing skin diseases and to treatments monitoring.The skin microcirculation profile after a pressure protocol was assessed in healthy skin, to achieve a qualitative measure of the reperfusion based on dynamic speckle activity. The applied methodology is based on a multi-descriptor approach after a Self-Organizing Map segmentation process. Thu, 01 Mar 2018 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/99467 2018-03-01T00:00:00Z En este trabajo se presenta un estudio preliminar para la caracterización eficaz de la superficie del tejido cutáneo por medio de Speckle Láser Dinámico. Aunque la demoscopia es ampliamente utilizada para realizar este análisis, se aplicó Speckle Láser Dinámico como una técnica complementaria para la evaluación de la piel, con el objetivo de ayudar al diagnóstico médico, proporcionando información adicional sobre patrones de textura y perfiles de microcirculación. Debido a la naturaleza de los fenómenos subyacentes, el estudio de la evolución temporal de los diagramas de speckle proporciona una interesante herramienta no destructiva y no invasiva para caracterizar los cambios de microtextura en la piel, reflejando las variaciones fisiológicas en la actividad de la muestra a lo largo del tiempo. Este análisis ayudará a la caracterización del tejido normal de la piel, permitiendo establecer comparaciones cualitativas con las enfermedades cutáneas y el seguimiento de los tratamientos. Se evaluó el perfil de microcirculación de la piel sana después de un protocolo de presión, para lograr una medida cualitativa de la reperfusión basada en la actividad de speckle dinámico. La metodología aplicada se basa en un enfoque multi-descriptor después de un proceso de segmentación utilizando redes neuronales artificiales basadas en mapas auto-organizados. This work presents a preliminary study for the effective characterization of the skin tissue surface by means of Dynamic Laser Speckle. Although dermoscopy is widely used to perform this analysis, Dynamic Laser Speckle was applied as a complementary technique for skin assessment, aimed to help medical diagnosis by giving additional information regarding texture patterns and microcirculation profiles. Due to the nature of the underlying phenomena, the study of the temporal evolution of speckle diagrams provides an interesting non-destructive and non-invasive tool to characterize microtexture changes in the skin, reflecting physiological variations contained in sample activity over time. This analysis will assist the characterization of normal skin tissue, enabling the establishment of qualitative comparisons with ongoing skin diseases and to treatments monitoring.The skin microcirculation profile after a pressure protocol was assessed in healthy skin, to achieve a qualitative measure of the reperfusion based on dynamic speckle activity. The applied methodology is based on a multi-descriptor approach after a Self-Organizing Map segmentation process. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/87624 Articulo Optimización de la eficiencia de difracción en cristales fotorrefractivos Optica Pura y Aplicada; vol. 50, no. 2 The aim of this work is to study and to optimize the diffraction efficiency in sillenite BTO crystals. A theoretical analysis, where the effects of coupling beams are significant, is carried on. In addition, non-mobile transmission gratings are considered. The diffraction efficiency is obtained by using the coupled wave equations in on-Bragg regime using Method Runge-Kutta of order 4 in Matlab. Also, the non-uniformity of the gratings inside the crystal sample, the optical activity of the material and the polarization of the recording beams are taken into account.; En este trabajo se estudia la eficiencia de difracción en cristales silenitas BTO. Se presenta un análisis teórico en donde los efectos de acoplamiento son tenidos en cuenta. Además, se consideran redes nomoviles de transmisión. La eficiencia de difracción es obtenida a través de la solución de las ecuaciones acopladas en el regimen on-Bragg usando el método de Runge-Kutta de orden 4 implementado en Matlab. La no uniformidad de las redes dentro del cristal, la actividad óptica del material y la polarización de los haces son tenidos en cuenta. Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/87624 2017-01-01T00:00:00Z The aim of this work is to study and to optimize the diffraction efficiency in sillenite BTO crystals. A theoretical analysis, where the effects of coupling beams are significant, is carried on. In addition, non-mobile transmission gratings are considered. The diffraction efficiency is obtained by using the coupled wave equations in on-Bragg regime using Method Runge-Kutta of order 4 in Matlab. Also, the non-uniformity of the gratings inside the crystal sample, the optical activity of the material and the polarization of the recording beams are taken into account. En este trabajo se estudia la eficiencia de difracción en cristales silenitas BTO. Se presenta un análisis teórico en donde los efectos de acoplamiento son tenidos en cuenta. Además, se consideran redes nomoviles de transmisión. La eficiencia de difracción es obtenida a través de la solución de las ecuaciones acopladas en el regimen on-Bragg usando el método de Runge-Kutta de orden 4 implementado en Matlab. La no uniformidad de las redes dentro del cristal, la actividad óptica del material y la polarización de los haces son tenidos en cuenta. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/86161 Articulo International Journal of Computational Intelligence Systems; vol. 8 The laser dynamic speckle is a phenomenon caused by the fluctuant interference of the laser light reflected from an illuminated surface where some kind of activity is taking place. Signals generated by the intensity changes in each pixel through the sequence are processed with the finality of identifying underlying activity in each point. In this work we compare the performance of a Rough Fuzzy Granular Descriptor (previously published) against a set of dynamic speckle descriptors based in time and frequency processing. To perform this evaluation a numerical simulation is proposed to explore their linearity, robustness, sensitivity related to the samples quantity, as well as also by their computing time. Also the robustness to inhomogeneous spatial intensity was evaluated in an experiment performed with the illuminated surface of an actual biological object. Thu, 01 Jan 2015 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/86161 2015-01-01T00:00:00Z The laser dynamic speckle is a phenomenon caused by the fluctuant interference of the laser light reflected from an illuminated surface where some kind of activity is taking place. Signals generated by the intensity changes in each pixel through the sequence are processed with the finality of identifying underlying activity in each point. In this work we compare the performance of a Rough Fuzzy Granular Descriptor (previously published) against a set of dynamic speckle descriptors based in time and frequency processing. To perform this evaluation a numerical simulation is proposed to explore their linearity, robustness, sensitivity related to the samples quantity, as well as also by their computing time. Also the robustness to inhomogeneous spatial intensity was evaluated in an experiment performed with the illuminated surface of an actual biological object. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/83685 Articulo XVII Reunión Iberoamericana de Óptica & X Encuentro de Óptica, Láseres y Aplicaciones (RIAO-OPTILAS) (Lima, Perú, 20-24 September 2010); Journal of Physics: Conference Series; vol. 274, no. 1 We present an experimental color image encryption by using a photorefractive crystal and a joint transform correlator (JTC) architecture. We achieve the color storing by changing the illumination wavelength. One JTC aperture has the input image information corresponding to a determined color channel bonded to a random phase mask (object aperture), and the other JTC aperture contains the key code mask. The joint power spectrum is stored in a photorefractive crystal. Each color data is stored as a modulation of birefringence in this photosensitive medium. The adequate wavelength change produces a corresponding power spectrum modification that avoids image encryption cross talk in the read out step. An analysis in terms of the sensitivity of the photorefractive silenite crystal for different recording wavelengths is carried out. It should be highlighted that the multiplexed power spectrum shows neither the multiplexing operation nor the amount of stored information increasing the system security. We present experimental results that support our approach. Sat, 01 Jan 2011 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/83685 2011-01-01T00:00:00Z We present an experimental color image encryption by using a photorefractive crystal and a joint transform correlator (JTC) architecture. We achieve the color storing by changing the illumination wavelength. One JTC aperture has the input image information corresponding to a determined color channel bonded to a random phase mask (object aperture), and the other JTC aperture contains the key code mask. The joint power spectrum is stored in a photorefractive crystal. Each color data is stored as a modulation of birefringence in this photosensitive medium. The adequate wavelength change produces a corresponding power spectrum modification that avoids image encryption cross talk in the read out step. An analysis in terms of the sensitivity of the photorefractive silenite crystal for different recording wavelengths is carried out. It should be highlighted that the multiplexed power spectrum shows neither the multiplexing operation nor the amount of stored information increasing the system security. We present experimental results that support our approach. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67651 Articulo Una descripción geométrica de la coherencia espacial y un principio similar al de Babinet para explicar la visibilidad de franjas Óptica Pura y Aplicada; vol. 48, no. 2 The concept of spatial coherence is usually hard to comprehend the first time that it is studied. We propose here a fully intuitive geometric description that does not contain mathematical difficulties, and permits one to understand how a Young’s fringe stationary system is obtained with a source not spatially coherent. It is based in a very simple experiment that permits the detection of spatial coherence in a scene. Experimental results are shown. Using this approach, a Babinet-­‐like principle for the visibility of the Young’s fringes is proposed and experimentally demonstrated.; El concepto de coherencia espacial es, usualmente, difícil de comprender la primera vez que es abordado. Nosotros proponemos en este trabajo una descripción geométrica totalmente intuitiva, que no contiene dificultades matemáticas y permite entender cómo un sistema estacionario de franjas de Young es obtenido utilizando una fuente de luz espacialmente incoherente. Este método está basado en un experimento muy simple que permite la detección de la coherencia espacial en una escena, de la que se muestran los resultados experimentales obtenidos. Mediante el uso de esta aproximación, un principio similar al de Babinet es propuesto y experimentalmente demostrado, a fin de explicar la visibilidad de las franjas de Young. Thu, 01 Jan 2015 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67651 2015-01-01T00:00:00Z The concept of spatial coherence is usually hard to comprehend the first time that it is studied. We propose here a fully intuitive geometric description that does not contain mathematical difficulties, and permits one to understand how a Young’s fringe stationary system is obtained with a source not spatially coherent. It is based in a very simple experiment that permits the detection of spatial coherence in a scene. Experimental results are shown. Using this approach, a Babinet-­‐like principle for the visibility of the Young’s fringes is proposed and experimentally demonstrated. El concepto de coherencia espacial es, usualmente, difícil de comprender la primera vez que es abordado. Nosotros proponemos en este trabajo una descripción geométrica totalmente intuitiva, que no contiene dificultades matemáticas y permite entender cómo un sistema estacionario de franjas de Young es obtenido utilizando una fuente de luz espacialmente incoherente. Este método está basado en un experimento muy simple que permite la detección de la coherencia espacial en una escena, de la que se muestran los resultados experimentales obtenidos. Mediante el uso de esta aproximación, un principio similar al de Babinet es propuesto y experimentalmente demostrado, a fin de explicar la visibilidad de las franjas de Young. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67650 Articulo Data protection using a joint transform correlator experimental system Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; vol. 39 En esta contribución se presenta la implementación experimental un sistema de protección de información basado en el procesamiento óptico y se analiza la fidelidad de la información recuperada cuando hay pérdida de datos durante la transmisión. La información es encriptada empleando una arquitectura óptica de correlador de transformada conjunta y una técnica de codificación de doble máscara de fase. Un usuario autorizado puede recuperar la información original cuando tiene acceso a la información del dato encriptado y de la llave de seguridad; si un intruso puede interceptar la imagen encriptada, pero no accede la información de la llave de seguridad, no podrá acceder a la información contenida en el dato encriptado. La descripción teórica y los resultados experimentales demuestran la habilidad que tiene el sistema de seguridad para proteger y recuperar información por medio de procesadores ópticos, y su tolerancia a la pérdida de información durante la transmisión.; In this contribution the implementation of an experimental data protection system based on optical processing is presented, and the reliability of the recovered information when there is data loss during transmission is analyzed. The information is encrypted using an optical joint transform correlation architecture together with a double phase mask encoding technique. An authorized user recovers the original information when accessing the encoded data and the security key; if an intruder intersects the encoded image but does not possess the security key there is no possibility to access to the information contained in the encrypted image. The theoretical description and the experimental results show the ability the security systems exhibits to protect and recover the information by optical means, including the tolerance to data loss during transmission. Thu, 01 Jan 2015 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67650 2015-01-01T00:00:00Z En esta contribución se presenta la implementación experimental un sistema de protección de información basado en el procesamiento óptico y se analiza la fidelidad de la información recuperada cuando hay pérdida de datos durante la transmisión. La información es encriptada empleando una arquitectura óptica de correlador de transformada conjunta y una técnica de codificación de doble máscara de fase. Un usuario autorizado puede recuperar la información original cuando tiene acceso a la información del dato encriptado y de la llave de seguridad; si un intruso puede interceptar la imagen encriptada, pero no accede la información de la llave de seguridad, no podrá acceder a la información contenida en el dato encriptado. La descripción teórica y los resultados experimentales demuestran la habilidad que tiene el sistema de seguridad para proteger y recuperar información por medio de procesadores ópticos, y su tolerancia a la pérdida de información durante la transmisión. In this contribution the implementation of an experimental data protection system based on optical processing is presented, and the reliability of the recovered information when there is data loss during transmission is analyzed. The information is encrypted using an optical joint transform correlation architecture together with a double phase mask encoding technique. An authorized user recovers the original information when accessing the encoded data and the security key; if an intruder intersects the encoded image but does not possess the security key there is no possibility to access to the information contained in the encrypted image. The theoretical description and the experimental results show the ability the security systems exhibits to protect and recover the information by optical means, including the tolerance to data loss during transmission. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67649 Articulo Optics Express; vol. 21, no. 5 We introduce for the first time the concept of an information “container” before a standard optical encrypting procedure. The “container” selected is a QR code which offers the main advantage of being tolerant to pollutant speckle noise. Besides, the QR code can be read by smartphones, a massively used device. Additionally, QR code includes another secure step to the encrypting benefits the optical methods provide. The QR is generated by means of worldwide free available software. The concept development probes that speckle noise polluting the outcomes of normal optical encrypting procedures can be avoided, then making more attractive the adoption of these techniques. Actual smartphone collected results are shown to validate our proposal. Fri, 01 Mar 2013 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67649 2013-03-01T00:00:00Z We introduce for the first time the concept of an information “container” before a standard optical encrypting procedure. The “container” selected is a QR code which offers the main advantage of being tolerant to pollutant speckle noise. Besides, the QR code can be read by smartphones, a massively used device. Additionally, QR code includes another secure step to the encrypting benefits the optical methods provide. The QR is generated by means of worldwide free available software. The concept development probes that speckle noise polluting the outcomes of normal optical encrypting procedures can be avoided, then making more attractive the adoption of these techniques. Actual smartphone collected results are shown to validate our proposal. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67648 Articulo IEEE Photonics Journal; vol. 6, no. 1 In this paper, we present a new kind of bifocal kinoform lenses in which the phase distribution is based on the Fibonacci sequence. The focusing properties of these DOEs coined Kinoform Fibonacci lenses (KFLs) are analytically studied and compared with binaryphase Fibonacci lenses (FLs). It is shown that, under monochromatic illumination, a KFL drives most of the incoming light into two single foci, improving in this way the efficiency of the FLs. We have also implemented these lenses with a spatial light modulator. The first images obtained with this type of lenses are presented and evaluated. Sat, 01 Feb 2014 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67648 2014-02-01T00:00:00Z In this paper, we present a new kind of bifocal kinoform lenses in which the phase distribution is based on the Fibonacci sequence. The focusing properties of these DOEs coined Kinoform Fibonacci lenses (KFLs) are analytically studied and compared with binaryphase Fibonacci lenses (FLs). It is shown that, under monochromatic illumination, a KFL drives most of the incoming light into two single foci, improving in this way the efficiency of the FLs. We have also implemented these lenses with a spatial light modulator. The first images obtained with this type of lenses are presented and evaluated. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67644 Articulo Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; vol. 39 Los sistemas de protección de información basados en procesadores ópticos y que emplean una técnica de codificación de doble máscara aleatoria de fase permiten el manejo seguro de los datos, pero su recuperación no está libre de ruido. Si bien la seguridad del sistema es provista por el procesador óptico que habilita encriptar la información, en este trabajo se demuestra que la recuperación libre de ruido es posible mediante la inclusión de la codificación de respuesta rápida, sin alterar el proceso de protección de datos. La información que se desea proteger es previamente convertida en un código de respuesta rápida o código QR, y posteriormente el código es encriptado ópticamente. El código QR recuperado contendrá el ruido habitual producido por el uso de las máscaras aleatorias de fase y el procesamiento óptico-digital involucrado en el proceso. Finalmente, al escanear el código QR desencriptado se puede recuperar la información original completamente libre de ruido. Se incluye la descripción teórica del procesador óptico y se presentan resultados experimentales que demuestran la validez y aplicabilidad del sistema de protección.; The information protection systems based on optical processors, employing a double random phase mask encryption technique, allow data securely handling, but the recovery is not noise-free. Although the system security is provided by the optical processor enabling the information encoding, we demonstrate in this contribution that noise-free recovery is indeed possible by including the quick response coding, without altering the data protection process. The information to be protected is first converted into a quick response code or QR code, and then this code is optically encrypted. The decrypted QR code exhibits the usual noise produced by the random phase masks along with the involved opto-digital processing. Finally, when scanning the decrypted QR code we recover the original information without noise. We include the theoretical description of the optical processor, as well as we show experimental results that corroborate the validity and applicability of the security system. Thu, 01 Jan 2015 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67644 2015-01-01T00:00:00Z Los sistemas de protección de información basados en procesadores ópticos y que emplean una técnica de codificación de doble máscara aleatoria de fase permiten el manejo seguro de los datos, pero su recuperación no está libre de ruido. Si bien la seguridad del sistema es provista por el procesador óptico que habilita encriptar la información, en este trabajo se demuestra que la recuperación libre de ruido es posible mediante la inclusión de la codificación de respuesta rápida, sin alterar el proceso de protección de datos. La información que se desea proteger es previamente convertida en un código de respuesta rápida o código QR, y posteriormente el código es encriptado ópticamente. El código QR recuperado contendrá el ruido habitual producido por el uso de las máscaras aleatorias de fase y el procesamiento óptico-digital involucrado en el proceso. Finalmente, al escanear el código QR desencriptado se puede recuperar la información original completamente libre de ruido. Se incluye la descripción teórica del procesador óptico y se presentan resultados experimentales que demuestran la validez y aplicabilidad del sistema de protección. The information protection systems based on optical processors, employing a double random phase mask encryption technique, allow data securely handling, but the recovery is not noise-free. Although the system security is provided by the optical processor enabling the information encoding, we demonstrate in this contribution that noise-free recovery is indeed possible by including the quick response coding, without altering the data protection process. The information to be protected is first converted into a quick response code or QR code, and then this code is optically encrypted. The decrypted QR code exhibits the usual noise produced by the random phase masks along with the involved opto-digital processing. Finally, when scanning the decrypted QR code we recover the original information without noise. We include the theoretical description of the optical processor, as well as we show experimental results that corroborate the validity and applicability of the security system. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67642 Articulo Modelling in Science Education and Learning; vol. 6, no. 3 En este trabajo se presenta la generación de llaves de encriptación aprovechando el carácter local oscilatorio y variable de las sumas parciales de la función fractal Weierstrass-Mandelbrot. Bajo este esquema, la llave de seguridad puede replicarse si se conocen los parámetros usados para su obtención. Por lo tanto, en lugar de enviar la llave de seguridad, se envían los parámetros que le permiten al usuario generarla en la estación desencriptadora. Este procedimiento permite reducir la cantidad de información a ser enviada y se evita la posible interceptación de la llave, además la llave no sufre pérdidas o contaminación. La efectividad de las llaves Weierstrass-Mandelbrot se demostró mediante simulaciones computacionales en un sistema óptico de encriptación 4f y la técnica de codifi cacion de doble máscara de fase. Estas llaves permiten encriptar información y recuperarla, lo que representa la prueba de su efectividad para el manejo seguro de datos. Además, se demuestra que en la eventualidad de que un atacante pueda obtener el dato encriptado, éste no podría acceder a la información si no posee la llave de seguridad.; This paper presents the generation of encryption keys using the local oscillating properties of the partial sums of Weierstrass-Mandelbrot fractal function. In this way, the security key can be replicated if the parameters used to obtain it are known. Therefore, these parameters can be sent instead of sending the key. This procedure reduces the amount of information to be sent and prevents possible interception of the key. Moreover, the key can not be affected by data loss or pollution. The effectiveness of the Weierstrass-Mandelbrot keys were demonstrated by computer simulation in a 4f optical encryption system and the double random phase encoding technique. These keys allow us to encrypt and to retrieve the information, which is the evidence of their effectiveness for data security. Furthermore, it is shown that if the encrypted data is obtained under an attack, it is not possible to access the information without the security key. Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/67642 2013-01-01T00:00:00Z En este trabajo se presenta la generación de llaves de encriptación aprovechando el carácter local oscilatorio y variable de las sumas parciales de la función fractal Weierstrass-Mandelbrot. Bajo este esquema, la llave de seguridad puede replicarse si se conocen los parámetros usados para su obtención. Por lo tanto, en lugar de enviar la llave de seguridad, se envían los parámetros que le permiten al usuario generarla en la estación desencriptadora. Este procedimiento permite reducir la cantidad de información a ser enviada y se evita la posible interceptación de la llave, además la llave no sufre pérdidas o contaminación. La efectividad de las llaves Weierstrass-Mandelbrot se demostró mediante simulaciones computacionales en un sistema óptico de encriptación 4f y la técnica de codifi cacion de doble máscara de fase. Estas llaves permiten encriptar información y recuperarla, lo que representa la prueba de su efectividad para el manejo seguro de datos. Además, se demuestra que en la eventualidad de que un atacante pueda obtener el dato encriptado, éste no podría acceder a la información si no posee la llave de seguridad. This paper presents the generation of encryption keys using the local oscillating properties of the partial sums of Weierstrass-Mandelbrot fractal function. In this way, the security key can be replicated if the parameters used to obtain it are known. Therefore, these parameters can be sent instead of sending the key. This procedure reduces the amount of information to be sent and prevents possible interception of the key. Moreover, the key can not be affected by data loss or pollution. The effectiveness of the Weierstrass-Mandelbrot keys were demonstrated by computer simulation in a 4f optical encryption system and the double random phase encoding technique. These keys allow us to encrypt and to retrieve the information, which is the evidence of their effectiveness for data security. Furthermore, it is shown that if the encrypted data is obtained under an attack, it is not possible to access the information without the security key. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/66531 Tesis de doctorado Duchowicz, Ricardo; Trivi, Marcelo Ricardo; Sicre, Enrique Eduardo; Torga, Jorge Doctor en Ingeniería; Universidad Nacional de La Plata Desde hace ya varios años, los sensores de fibra óptica se han empleado en el sector aeroespacial, en grandes obras de ingeniería civil, en proyectos energéticos (petróleo, gas, energía eólica), transporte (automóviles, barcos, aviones, trenes), aplicaciones médicas y químicas, etc., dado que constituyen herramientas de monitorización fiables y precisas. La razón principal son sus ventajas predominantes tales como tamaño pequeño, en general poseen bajo costo, utilizan materiales abundantes en la naturaleza (el silicio, que es eléctricamente aislante) y poseen la propiedad de ser básicamente inmunes a la radiación electromagnética. En el desarrollo de esta tesis se diseñaron y aplicaron diferentes técnicas que incorporan sensores basados en fibra óptica al estudio de materiales compuestos y cementiceos. En particular se utilizaron dispositivos de tipo interferométrico debido a su alta sensibilidad y por su precisión sub-micrométrica. Por otro lado, la tecnología de fibra óptica permite desarrollar sensores poco invasivos que pueden embeberse en el material bajo estudio durante su elaboración, sin modificar sus propiedades. De esta manera, para caracterizar el proceso de curado y endurecimiento de materiales como los mencionados, se estudió su evolución dimensional mediante el empleo de sensores interferométricos tipo Fizeau y redes de Bragg grabadas en fibra óptica (FBG). Las resinas analizadas son de aplicación en odontología, por lo que resulta de sumo interés evaluar el grado de contracción del material durante el curado, ya que eso puede generar grietas que dan lugar a la formación de caries. En el caso de los materiales cementiceos, los avances realizados en el desarrollo de nuevas formulaciones mediante la introducción de diversos aditivos a las mezclas, han dado origen a líneas de investigación que requieren técnicas de caracterización cada vez más precisas y más sensibles. La monitorización de cambios de temperatura o del desarrollo de tensiones y grietas durante el proceso de curado de polímeros y el fraguado de mezclas a base de cemento Portland, tiene un interés tecnológico permanente. Además, el control de cargas distribuidas tiene interés en sí mismo y para detectar la aparición de grietas, su progresión y cualquier deterioro de las propiedades elásticas del material. Áreas como la aeronáutica, la obra civil y la medicina se beneficiarían con el desarrollo de herramientas de control fiables y precisas. Por ello se planteó una propuesta de detección de grietas presentando un modelo basado en el uso de redes de Bragg con chirp (CFBG) y un esquema experimental para su concreción. En este contexto, la presente Tesis de Doctorado se ha ordenado de la siguiente manera: En el Capítulo 1 Introducción a los Sensores de Fibra Óptica. Aplicación al estudio de materiales, se brinda un panorama de los sensores de fibra óptica, indicando sus características generales y algunas de sus aplicaciones actuales en diferentes áreas. Asimismo, se realiza una introducción sobre los materiales estudiados con las técnicas mencionadas. En el Capítulo 2 Redes de Bragg en fibra óptica, se presentaron los principios básicos que describen las características y funcionamiento de estos dispositivos. Inicialmente, se muestra una síntesis de los diferentes tipos de redes y luego se enfoca el análisis en la descripción de aquellas que se utilizaron en cada una de las aplicaciones desarrolladas en esta Tesis (redes de Bragg – FBG y redes de Bragg con chirp - CFBG). Partiendo desde la definición, se discute su principio de funcionamiento, modelado teórico, grabado en fibra óptica fotosensible y caracterización de las mismas. Además, se plantea la primera aplicación desarrollada en la Tesis un Sensor de Vibraciones utilizando un interferómetro de Fizeau y redes de Bragg, y se comparan los tipos de respuestas de estos dos sensores ópticos. En el Capítulo 3 Interferómetro Fizeau (IF) de fibra óptica, se describen las principales características y propiedades del dispositivo, y los esquemas de medida con detección temporal o espectral. En el Capítulo 4 Caracterización de cambios dimensionales de resinas fotocurables utilizando sensores de fibra óptica (FBG e IF), se comienza realizando una descripción de algunas características y propiedades de estos materiales (tipos de resina usados en odontología como material de obturación, su composición química, mecanismos de polimerización, entre otras cuestiones). A continuación, se describe el arreglo experimental utilizado para llevar a cabo el proceso de fotopolimerización, el monitoreo de la temperatura, las probetas de material empleadas y el montaje diseñado para posicionarlas a la hora de realizar las medidas. Posteriormente, se describen las técnicas y los esquemas de medida, basados en el interferómetro de Fizeau y en redes de Bragg, empleados para monitorizar el proceso de polimerización de resinas fotocurables comerciales (Filtek 60 y Z250 XT de 3M) y de otras resinas en etapa de desarrollo. Se compararon sus respuestas y el nivel final de contracción para cada caso. En el Capítulo 5 Caracterización de cambios dimensionales de pastas de cemento y mortero en estado fresco, se estudia el fraguado de estos materiales y se evalúan los niveles de contracción/expansión que experimentan desde el momento de preparación de la mezcla. Inicialmente se incluyen conceptos generales, definiciones específicas, parámetros, etc. Luego, se discuten los esquemas de medida empleados para monitorizar los cambios dimensionales, ya sea utilizando redes de Bragg en fibra o el Interferómetro de Fizeau. En el Capítulo 6 Aplicación de redes de Bragg con Chirp (CFBG) en la detección de cracks o fisuras, se modeló teóricamente una red de Bragg con chirp lineal utilizando el método de la Matriz de Transferencia, para luego aplicarlo en la detección de fisuras generadas en materiales. Se evaluaron tanto el espectro de reflexión como el retardo de grupo. Además, se implementó experimentalmente una situación equivalente a la fisura del material en cuestión. Este tema fue el objetivo de estudio y fue iniciado durante una estadía de seis meses (Septiembre – Marzo / 2016) en el Laboratorio de Fibras Ópticas del Departamento de Física Aplicada y Electromagnetismo de la Universidad de Valencia, España, dirigido por el Dr. Miguel V. Andrés. Finalmente, se presentan las Conclusiones y dirección futura de la investigación, con la que se dará continuidad a la tarea llevada a cabo hasta aquí. Tesis dirigida por los Dres. Ricardo Duchowicz y Nélida Russo. Mon, 01 Jan 2018 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/66531 2018-01-01T00:00:00Z Desde hace ya varios años, los sensores de fibra óptica se han empleado en el sector aeroespacial, en grandes obras de ingeniería civil, en proyectos energéticos (petróleo, gas, energía eólica), transporte (automóviles, barcos, aviones, trenes), aplicaciones médicas y químicas, etc., dado que constituyen herramientas de monitorización fiables y precisas. La razón principal son sus ventajas predominantes tales como tamaño pequeño, en general poseen bajo costo, utilizan materiales abundantes en la naturaleza (el silicio, que es eléctricamente aislante) y poseen la propiedad de ser básicamente inmunes a la radiación electromagnética. En el desarrollo de esta tesis se diseñaron y aplicaron diferentes técnicas que incorporan sensores basados en fibra óptica al estudio de materiales compuestos y cementiceos. En particular se utilizaron dispositivos de tipo interferométrico debido a su alta sensibilidad y por su precisión sub-micrométrica. Por otro lado, la tecnología de fibra óptica permite desarrollar sensores poco invasivos que pueden embeberse en el material bajo estudio durante su elaboración, sin modificar sus propiedades. De esta manera, para caracterizar el proceso de curado y endurecimiento de materiales como los mencionados, se estudió su evolución dimensional mediante el empleo de sensores interferométricos tipo Fizeau y redes de Bragg grabadas en fibra óptica (FBG). Las resinas analizadas son de aplicación en odontología, por lo que resulta de sumo interés evaluar el grado de contracción del material durante el curado, ya que eso puede generar grietas que dan lugar a la formación de caries. En el caso de los materiales cementiceos, los avances realizados en el desarrollo de nuevas formulaciones mediante la introducción de diversos aditivos a las mezclas, han dado origen a líneas de investigación que requieren técnicas de caracterización cada vez más precisas y más sensibles. La monitorización de cambios de temperatura o del desarrollo de tensiones y grietas durante el proceso de curado de polímeros y el fraguado de mezclas a base de cemento Portland, tiene un interés tecnológico permanente. Además, el control de cargas distribuidas tiene interés en sí mismo y para detectar la aparición de grietas, su progresión y cualquier deterioro de las propiedades elásticas del material. Áreas como la aeronáutica, la obra civil y la medicina se beneficiarían con el desarrollo de herramientas de control fiables y precisas. Por ello se planteó una propuesta de detección de grietas presentando un modelo basado en el uso de redes de Bragg con chirp (CFBG) y un esquema experimental para su concreción. En este contexto, la presente Tesis de Doctorado se ha ordenado de la siguiente manera: En el Capítulo 1 Introducción a los Sensores de Fibra Óptica. Aplicación al estudio de materiales, se brinda un panorama de los sensores de fibra óptica, indicando sus características generales y algunas de sus aplicaciones actuales en diferentes áreas. Asimismo, se realiza una introducción sobre los materiales estudiados con las técnicas mencionadas. En el Capítulo 2 Redes de Bragg en fibra óptica, se presentaron los principios básicos que describen las características y funcionamiento de estos dispositivos. Inicialmente, se muestra una síntesis de los diferentes tipos de redes y luego se enfoca el análisis en la descripción de aquellas que se utilizaron en cada una de las aplicaciones desarrolladas en esta Tesis (redes de Bragg – FBG y redes de Bragg con chirp - CFBG). Partiendo desde la definición, se discute su principio de funcionamiento, modelado teórico, grabado en fibra óptica fotosensible y caracterización de las mismas. Además, se plantea la primera aplicación desarrollada en la Tesis un Sensor de Vibraciones utilizando un interferómetro de Fizeau y redes de Bragg, y se comparan los tipos de respuestas de estos dos sensores ópticos. En el Capítulo 3 Interferómetro Fizeau (IF) de fibra óptica, se describen las principales características y propiedades del dispositivo, y los esquemas de medida con detección temporal o espectral. En el Capítulo 4 Caracterización de cambios dimensionales de resinas fotocurables utilizando sensores de fibra óptica (FBG e IF), se comienza realizando una descripción de algunas características y propiedades de estos materiales (tipos de resina usados en odontología como material de obturación, su composición química, mecanismos de polimerización, entre otras cuestiones). A continuación, se describe el arreglo experimental utilizado para llevar a cabo el proceso de fotopolimerización, el monitoreo de la temperatura, las probetas de material empleadas y el montaje diseñado para posicionarlas a la hora de realizar las medidas. Posteriormente, se describen las técnicas y los esquemas de medida, basados en el interferómetro de Fizeau y en redes de Bragg, empleados para monitorizar el proceso de polimerización de resinas fotocurables comerciales (Filtek 60 y Z250 XT de 3M) y de otras resinas en etapa de desarrollo. Se compararon sus respuestas y el nivel final de contracción para cada caso. En el Capítulo 5 Caracterización de cambios dimensionales de pastas de cemento y mortero en estado fresco, se estudia el fraguado de estos materiales y se evalúan los niveles de contracción/expansión que experimentan desde el momento de preparación de la mezcla. Inicialmente se incluyen conceptos generales, definiciones específicas, parámetros, etc. Luego, se discuten los esquemas de medida empleados para monitorizar los cambios dimensionales, ya sea utilizando redes de Bragg en fibra o el Interferómetro de Fizeau. En el Capítulo 6 Aplicación de redes de Bragg con Chirp (CFBG) en la detección de cracks o fisuras, se modeló teóricamente una red de Bragg con chirp lineal utilizando el método de la Matriz de Transferencia, para luego aplicarlo en la detección de fisuras generadas en materiales. Se evaluaron tanto el espectro de reflexión como el retardo de grupo. Además, se implementó experimentalmente una situación equivalente a la fisura del material en cuestión. Este tema fue el objetivo de estudio y fue iniciado durante una estadía de seis meses (Septiembre – Marzo / 2016) en el Laboratorio de Fibras Ópticas del Departamento de Física Aplicada y Electromagnetismo de la Universidad de Valencia, España, dirigido por el Dr. Miguel V. Andrés. Finalmente, se presentan las Conclusiones y dirección futura de la investigación, con la que se dará continuidad a la tarea llevada a cabo hasta aquí. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/65419 Tesis de doctorado Schinca, Daniel Carlos; Scaffardi, Lucía Beatriz; Azcárate, María Laura; Depine, Ricardo; Trivi, Marcelo Ricardo Doctor en Ingeniería; Universidad Nacional de La Plata En consonancia con los recientes desarrollos en nanociencia y nanotecnología, la óptica a escala nanométrica (Nanoóptica o Nanofotónica) está en el centro del interés científico y tecnológico a nivel mundial. Desde comienzos de la década de 1990, el número de trabajos relacionados con esta temática se ha incrementado casi exponencialmente. Una de las áreas de mayor actividad dentro de la Nanofotónica resulta del estudio de la interacción de la luz con superficies o estructuras metálicas con dimensiones típicas de decenas de nm. Dependiendo de las características del material, del medio y de la longitud de onda, se producen oscilaciones colectivas de los electrones libres del metal (plasmones) que generan absorbancias en determinadas bandas del espectro de luz incidente. Estas fluctuaciones de carga eléctrica son acompañadas por oscilaciones acopladas de campo electromagnético, por lo que las resonancias se llaman plasmones polaritones, y al área de investigación se la conoce como Plasmónica. Estos campos electromagnéticos resultan confinados en volúmenes nanométricos, por lo que resultan en refuerzos de campo de varios órdenes de magnitud. Una de las líneas frecuentemente analizadas en esta área se orienta al estudio de las propiedades plasmónicas de nanopartículas esféricas de metales nobles. Con el avance de diferentes métodos de síntesis, en particular la síntesis por ablación láser, es posible generar nanopartículas de diferentes metales, con diferentes capas de cobertura y hasta de formas no esféricas. El desarrollo de esta tesis incluye aspectos teóricos y experimentales complementarios. La motivación principal de esta tesis en el aspecto teórico, apunta a extender el estudio de las propiedades plasmónicas de nanopartículas esféricas de metales no nobles, de estructura compuesta (núcleo y simple o doble cubierta) como así también de geometría no esférica. Dichas propiedades plasmónicas se analizan a través de la resonancia que presenta el espectro de extinción óptica de los coloides de nanopartículas fabricadas por ablación láser de femtosegundos o por síntesis química. Estos espectros pueden reproducirse utilizando teoría de Mie para partículas esféricas, que incluye, entre otros parámetros, la función dieléctrica del material de la partícula. Para tamaños por debajo de unas pocas decenas de nanómetros, esta última no sólo depende de la longitud de onda sino también del tamaño (radio). Para describir la dependencia de la función dieléctrica, con la frecuencia y con el tamaño de la nanopartículas, primero se modeló la dependencia de la función dieléctrica de volumen con la longitud de onda como la suma de dos contribuciones: la contribución de los electrones libres y la contribución de los electrones ligados. Luego se incorporaron correcciones por tamaño a la función dieléctrica así calculada. Para realizar estas correcciones se requería conocer parámetros tales como la frecuencia de plasma y la constante de amortiguamiento de cada metal analizado. En muchos casos, no se conocían los valores de estos parámetros, haciéndose necesaria su determinación. En esta tesis se realizó un exhaustivo estudio del tema, lográndose determinar la frecuencia de plasma y la constante de amortiguamiento de 9 metales diferentes, desarrollando un novedoso método que utiliza como punto de partida las medidas experimentales de la función dieléctrica de volumen. El método desarrollado, que fue aplicado y validado para nanopartículas de metales nobles, permitió la determinación de aquellos parámetros con una mayor exactitud en un rango amplio de longitudes de onda y permitió extender el estudio de las propiedades plasmónicas a nanopartículas de metales de transición como son Ti, Ta, Fe, V, Pt y Al, entre otros. Por otra parte, se abordó la descripción teórica de la extinción y la absorción de nanopartículas esféricas formadas por un núcleo y dos cubiertas desarrollando la teoría de Mie para ese tipo de estructura compleja considerando condiciones de contorno en las dos interfaces, incluyendo la función dieléctrica de cada material modificada por tamaño y calculando los refuerzos de campo en cada una de las regiones. En el caso de nanopartículas con características magnéticas, se describió teóricamente la dependencia de la permeabilidad magnética con la frecuencia utilizando la ecuación de Gilbert y utilizando la expresión determinada por Landau para nanopartículas esféricas de núcleo desnudo. Se calculó la contribución de las corrientes de Eddy a la extinción óptica para el caso de nanopartículas complejas de núcleo y dos cubiertas, destacándose la importancia de su inclusión. Para nanoestructuras no esféricas, se implementó la aproximación de dipolos discretos (DDA) para calcular la eficiencia de extinción, previamente validada por comparación con espectros de extinción obtenidos de la teoría de Mie para nanopartículas esféricas. Esta aproximación fue utilizada para describir la respuesta de cristales fotónicos formados por arreglos de nanopartículas esféricas con características magnéticas. En cuanto al abordaje de la parte experimental, se han fabricado nanopartículas en solución coloidal por ablación láser de femtosegundos, a partir de blancos sólidos de diferentes metales. A partir del análisis de los espectros de extinción se ha podido determinar la distribución de tamaños como así también la composición y estructura de las especies que componen los coloides mediante el ajuste por teoría de Mie, incluyendo las correcciones a la función dieléctrica por tamaño. Estos estudios han sido complementados por otras técnicas como microscopía AFM y TEM. También se ha aplicado el mismo tipo de análisis a la determinación de tamaño de nanopartículas en solución coloidal fabricadas por síntesis química. Mon, 12 Mar 2018 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/65419 2018-03-12T00:00:00Z En consonancia con los recientes desarrollos en nanociencia y nanotecnología, la óptica a escala nanométrica (Nanoóptica o Nanofotónica) está en el centro del interés científico y tecnológico a nivel mundial. Desde comienzos de la década de 1990, el número de trabajos relacionados con esta temática se ha incrementado casi exponencialmente. Una de las áreas de mayor actividad dentro de la Nanofotónica resulta del estudio de la interacción de la luz con superficies o estructuras metálicas con dimensiones típicas de decenas de nm. Dependiendo de las características del material, del medio y de la longitud de onda, se producen oscilaciones colectivas de los electrones libres del metal (plasmones) que generan absorbancias en determinadas bandas del espectro de luz incidente. Estas fluctuaciones de carga eléctrica son acompañadas por oscilaciones acopladas de campo electromagnético, por lo que las resonancias se llaman plasmones polaritones, y al área de investigación se la conoce como Plasmónica. Estos campos electromagnéticos resultan confinados en volúmenes nanométricos, por lo que resultan en refuerzos de campo de varios órdenes de magnitud. Una de las líneas frecuentemente analizadas en esta área se orienta al estudio de las propiedades plasmónicas de nanopartículas esféricas de metales nobles. Con el avance de diferentes métodos de síntesis, en particular la síntesis por ablación láser, es posible generar nanopartículas de diferentes metales, con diferentes capas de cobertura y hasta de formas no esféricas. El desarrollo de esta tesis incluye aspectos teóricos y experimentales complementarios. La motivación principal de esta tesis en el aspecto teórico, apunta a extender el estudio de las propiedades plasmónicas de nanopartículas esféricas de metales no nobles, de estructura compuesta (núcleo y simple o doble cubierta) como así también de geometría no esférica. Dichas propiedades plasmónicas se analizan a través de la resonancia que presenta el espectro de extinción óptica de los coloides de nanopartículas fabricadas por ablación láser de femtosegundos o por síntesis química. Estos espectros pueden reproducirse utilizando teoría de Mie para partículas esféricas, que incluye, entre otros parámetros, la función dieléctrica del material de la partícula. Para tamaños por debajo de unas pocas decenas de nanómetros, esta última no sólo depende de la longitud de onda sino también del tamaño (radio). Para describir la dependencia de la función dieléctrica, con la frecuencia y con el tamaño de la nanopartículas, primero se modeló la dependencia de la función dieléctrica de volumen con la longitud de onda como la suma de dos contribuciones: la contribución de los electrones libres y la contribución de los electrones ligados. Luego se incorporaron correcciones por tamaño a la función dieléctrica así calculada. Para realizar estas correcciones se requería conocer parámetros tales como la frecuencia de plasma y la constante de amortiguamiento de cada metal analizado. En muchos casos, no se conocían los valores de estos parámetros, haciéndose necesaria su determinación. En esta tesis se realizó un exhaustivo estudio del tema, lográndose determinar la frecuencia de plasma y la constante de amortiguamiento de 9 metales diferentes, desarrollando un novedoso método que utiliza como punto de partida las medidas experimentales de la función dieléctrica de volumen. El método desarrollado, que fue aplicado y validado para nanopartículas de metales nobles, permitió la determinación de aquellos parámetros con una mayor exactitud en un rango amplio de longitudes de onda y permitió extender el estudio de las propiedades plasmónicas a nanopartículas de metales de transición como son Ti, Ta, Fe, V, Pt y Al, entre otros. Por otra parte, se abordó la descripción teórica de la extinción y la absorción de nanopartículas esféricas formadas por un núcleo y dos cubiertas desarrollando la teoría de Mie para ese tipo de estructura compleja considerando condiciones de contorno en las dos interfaces, incluyendo la función dieléctrica de cada material modificada por tamaño y calculando los refuerzos de campo en cada una de las regiones. En el caso de nanopartículas con características magnéticas, se describió teóricamente la dependencia de la permeabilidad magnética con la frecuencia utilizando la ecuación de Gilbert y utilizando la expresión determinada por Landau para nanopartículas esféricas de núcleo desnudo. Se calculó la contribución de las corrientes de Eddy a la extinción óptica para el caso de nanopartículas complejas de núcleo y dos cubiertas, destacándose la importancia de su inclusión. Para nanoestructuras no esféricas, se implementó la aproximación de dipolos discretos (DDA) para calcular la eficiencia de extinción, previamente validada por comparación con espectros de extinción obtenidos de la teoría de Mie para nanopartículas esféricas. Esta aproximación fue utilizada para describir la respuesta de cristales fotónicos formados por arreglos de nanopartículas esféricas con características magnéticas. En cuanto al abordaje de la parte experimental, se han fabricado nanopartículas en solución coloidal por ablación láser de femtosegundos, a partir de blancos sólidos de diferentes metales. A partir del análisis de los espectros de extinción se ha podido determinar la distribución de tamaños como así también la composición y estructura de las especies que componen los coloides mediante el ajuste por teoría de Mie, incluyendo las correcciones a la función dieléctrica por tamaño. Estos estudios han sido complementados por otras técnicas como microscopía AFM y TEM. También se ha aplicado el mismo tipo de análisis a la determinación de tamaño de nanopartículas en solución coloidal fabricadas por síntesis química. http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/60110 Objeto de conferencia IV Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión de la Facultad de Ingeniería (La Plata, 2017) Actualmente, la holografía convencional evolucionó en una técnica opto-digital para el registro de campos ópticos, denominada holografía digital, que aprovecha las ventajas de los sistemas ópticos unidos a la flexibilidad del procesamiento digital. La holografía digital, de la misma manera que la holografía convencional, requiere el conocimiento de la información de la fase y de la amplitud del frente de onda. Esto se logra mediante el registro de la interferencia entre el haz que proviene del objeto y un haz de referencia o múltiples imágenes desplazadas en fase. Como ya mencionamos, un holograma digital contiene información tanto de amplitud como de fase, por lo tanto es evidente que almacenar este tipo de datos implicará un volumen mayor al de una imagen que contiene solo información de amplitud. Se han desarrollado numerosas técnicas para reducir el volumen de datos holográficos tales como la cuantización, el filtrado y algoritmos de compresión con y sin pérdida, es decir reduciendo o no la calidad de los datos. Uno de los algoritmos de compresión de imágenes con pérdidas más utilizados es el del Joint Photography Expert Group (JPEG). En este algoritmo la reducción del volumen trae aparejada una pérdida de la calidad de la imagen. Por otra parte, una técnica exitosa debería garantizar una máxima reducción del volumen de datos con una mínima pérdida. En la Ref. [8] se verificó que el algoritmo JPEG no es eficiente cuando se trabaja con imágenes que exhiben ruido aleatorio. Sin embargo, el efecto indeseado del ruido se puede reducir mediante el uso de técnicas de filtrado de la imagen de entrada. Por otra parte, en la Ref. [9] se encontró que la aplicación del JPEG a hologramas digitales no es la más adecuada dado que la componente de fase del holograma presenta variaciones aleatorias. Asimismo, debemos destacar que ese ruido aleatorio lleva la información necesaria para la reconstrucción del holograma. Es consecuencia, el ruido aleatorio que exhibe la componente de fase no se puede eliminar por procedimientos de filtrado, conspirando en consecuencia contra la eficiencia del método. El objetivo de este trabajo es desarrollar una técnica alternativa que sea eficiente para disminuir el volumen de datos holográficos, reduciendo a un mínimo la pérdida de calidad de la información reconstruida. La propuesta está basada en el uso de un sistema óptico virtual para realizar un escalado de los datos del campo óptico obtenido a partir del holograma. Se analizará la capacidad de compresión de nuestra propuesta y se la comparara con el JPEG. Por otra parte, se evaluará la calidad de la información reconstruida. La métrica utilizada para evaluar la calidad de los datos reconstruidos en términos de la reducción del volumen es el coeficiente de correlación (CC). Sección: Ciencias Básicas. Thu, 11 May 2017 00:00:00 GMT http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/60110 2017-05-11T00:00:00Z Actualmente, la holografía convencional evolucionó en una técnica opto-digital para el registro de campos ópticos, denominada holografía digital, que aprovecha las ventajas de los sistemas ópticos unidos a la flexibilidad del procesamiento digital. La holografía digital, de la misma manera que la holografía convencional, requiere el conocimiento de la información de la fase y de la amplitud del frente de onda. Esto se logra mediante el registro de la interferencia entre el haz que proviene del objeto y un haz de referencia o múltiples imágenes desplazadas en fase. Como ya mencionamos, un holograma digital contiene información tanto de amplitud como de fase, por lo tanto es evidente que almacenar este tipo de datos implicará un volumen mayor al de una imagen que contiene solo información de amplitud. Se han desarrollado numerosas técnicas para reducir el volumen de datos holográficos tales como la cuantización, el filtrado y algoritmos de compresión con y sin pérdida, es decir reduciendo o no la calidad de los datos. Uno de los algoritmos de compresión de imágenes con pérdidas más utilizados es el del Joint Photography Expert Group (JPEG). En este algoritmo la reducción del volumen trae aparejada una pérdida de la calidad de la imagen. Por otra parte, una técnica exitosa debería garantizar una máxima reducción del volumen de datos con una mínima pérdida. En la Ref. [8] se verificó que el algoritmo JPEG no es eficiente cuando se trabaja con imágenes que exhiben ruido aleatorio. Sin embargo, el efecto indeseado del ruido se puede reducir mediante el uso de técnicas de filtrado de la imagen de entrada. Por otra parte, en la Ref. [9] se encontró que la aplicación del JPEG a hologramas digitales no es la más adecuada dado que la componente de fase del holograma presenta variaciones aleatorias. Asimismo, debemos destacar que ese ruido aleatorio lleva la información necesaria para la reconstrucción del holograma. Es consecuencia, el ruido aleatorio que exhibe la componente de fase no se puede eliminar por procedimientos de filtrado, conspirando en consecuencia contra la eficiencia del método. El objetivo de este trabajo es desarrollar una técnica alternativa que sea eficiente para disminuir el volumen de datos holográficos, reduciendo a un mínimo la pérdida de calidad de la información reconstruida. La propuesta está basada en el uso de un sistema óptico virtual para realizar un escalado de los datos del campo óptico obtenido a partir del holograma. Se analizará la capacidad de compresión de nuestra propuesta y se la comparara con el JPEG. Por otra parte, se evaluará la calidad de la información reconstruida. La métrica utilizada para evaluar la calidad de los datos reconstruidos en términos de la reducción del volumen es el coeficiente de correlación (CC).