20
CAPITULO 5 SÍNTESIS HOLOGRÁFICA 5.1. Introducción Se describen los resultados experimentales de la caracterización de tres rejillas circulares con la finalidad de elegir el CGH adecuado que genere el elemento óptico con mayor profundidad focal. La selección se hace por medio de la evaluación de irradiancias axiales de cada CGH del axicón y una vez elegido se determina su calidad. Se estudia la posibilidad de grabar el CGH de un axicón en película holográfica y regenerarlo con polarización cruzada para que al también colocar el CGH original en el mismo eje óptico sea posible simular un elemento óptico birrefringente formado por dos CGHs de axicón. Con ayuda de las características de la holografía, también se busca extender la profundidad focal del elemento óptico novedoso. El desarrollo experimental abarca la caracterización de 3 rejillas circulares con el filtrado espacial de un ánulo cada una. El grabado en película holográfica de la imagen del ánulo seleccionado, la reconstrucción de la imagen grabada y su estudio. El análisis de la reconstrucción de la imagen holográfica con la imagen real presente con la misma polarización y con polarización cruzada. El análisis se basa en la medición de la irradiancia axial producido para cada caso. Se muestra de manera esquemática en la figura 5.1 el dispositivo empleado para producir experimentalmente éste elemento óptico birrefringente. 56

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CAPITULO 5

SÍNTESIS HOLOGRÁFICA

5.1. Introducción

Se describen los resultados experimentales de la caracterización de tres rejillas

circulares con la finalidad de elegir el CGH adecuado que genere el elemento óptico con

mayor profundidad focal. La selección se hace por medio de la evaluación de

irradiancias axiales de cada CGH del axicón y una vez elegido se determina su calidad.

Se estudia la posibilidad de grabar el CGH de un axicón en película holográfica y

regenerarlo con polarización cruzada para que al también colocar el CGH original en el

mismo eje óptico sea posible simular un elemento óptico birrefringente formado por dos

CGHs de axicón.

Con ayuda de las características de la holografía, también se busca extender la

profundidad focal del elemento óptico novedoso.

El desarrollo experimental abarca la caracterización de 3 rejillas circulares con el

filtrado espacial de un ánulo cada una. El grabado en película holográfica de la imagen

del ánulo seleccionado, la reconstrucción de la imagen grabada y su estudio. El análisis

de la reconstrucción de la imagen holográfica con la imagen real presente con la misma

polarización y con polarización cruzada. El análisis se basa en la medición de la

irradiancia axial producido para cada caso.

Se muestra de manera esquemática en la figura 5.1 el dispositivo empleado para

producir experimentalmente éste elemento óptico birrefringente.

56

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Riel óptico

L3L1 Rejilla L2 Filtro

D.H.

E2 F.E.

F.E.

Montura de desplazamiento

z

y´ x´

Sensor de movimiento

Sensor de luz

Ánulo

P.

S2 S1

Láser (.75mW, 632nm)

E1

Figura 5.1 Dispositivo óptico principal

5.2. Simulación de axicones

Se crearon 3 rejillas circulares usado el método descrito en el capítulo 3 con la

finalidad de producir, por medio de métodos difractivos, el frente de onda de un axicón.

Las tres rejillas tienen el mismo factor de llenado de ½ y periodo distinto. La primer

rejilla tiene un diámetro de 20.45 mm y esta formada por 100 líneas, por lo que

corresponde a una frecuencia espacial de 4.9 líneas/mm.

Mientras que la segunda tiene una frecuencia espacial de 9.9 líneas/mm, ya que está

formada por 200 líneas y un diámetro de 20.23mm y la tercer rejilla tiene un diámetro

de 21.37 con 400 líneas, o sea, una frecuencia espacial de 18.7 líneas/mm; el diámetro

fue medido con un catetómetro cuya incertidumbre es de +- 0.005 milímetros.

Se utiliza una lente, L3, para formar la imagen del ánulo filtrado de cada rejilla con la

finalidad de facilitar las mediciones explicadas mas adelante; esta reproducción tiene

un aumento de 2 veces su tamaño original.

Como se puede ver de la ecuación 2.12, el radio de los ánulos del patrón de

Fraunhofer de la rejilla circular depende su frecuencia espacial, por lo que entre mayor

57

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número de líneas por milímetro, mayor es el radio de los ánulos. Sin embargo, se filtra

el orden uno, por razones descritas en el capitulo 4 y se aprecia en la tabla 5.1.

Con ayuda de un vernier se midió el diámetro del primer orden del patrón de

difracción de Fraunhofer. El ánulo de la columna 1 es de 4.9 mm de diámetro, mientras

que el de la segunda columna es de 6.6 mm y 8.4mm para la última.

Frec. espacial 4.9 l/mm Frec. Espacial 9.8 l/mm Frec. espacial 18.7 l/mm

r= 2.95 mm r= 3.3 mm r= 4.2 mm Tabla 5.1 Fotografía de los ánulos para tres frecuencias espaciales diferentes

5.3. Irradiancia Axial: Procedimiento experimental

Con el fin de caracterizar las diferentes rejillas, se lleva a cabo la medición de la

irradiancia axial con la ayuda de la paquetería “DataStudio”. Se monta un sensor de luz

(Pasco, M.R.) con una abertura de .84 mm sobre un riel óptico y por otro lado se coloca

un sensor de movimiento sobre la mesa óptica, para que cuando se desplace

manualmente el sensor de luz, este haga funcionar el sensor de movimiento y así la

computadora pueda graficar la irradiancia axial contra la posición. El dispositivo

descrito anteriormente se ve esquematizado en la figura 5.2, segunda parte “S2” de la

figura 5.1.

Atrás de la placa holográfica se crea la imagen del ánulo por medio de la lente L3 con

el fin de facilitar la medición de la irradiancia axial, ya que la medición de interés

ocurre después del ánulo y es lo que posteriormente se desea grabar.

58

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Sensor de luz x´

La gráfica 5.1 muestra las irradiancias axiales para las diferentes rejillas. La curva

azul indica la irradiancia de la rejilla #1, la de color rosa la de la rejilla #2, y la amarilla

es para la rejilla #3, además de una línea de tendencia de color negro para la rejilla #3.

Gráfica 5.1 Irradiancia axial de la rejilla #1, #2 y #3

y = -1E+08x6 + 1E+08x5 - 3E+07x4 + 4E+06x3 - 168611x2 + 2810.6x - 8.2976R2 = 0.9705

0

20

40

60

80

100

120

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21

Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

R#1R#2R#3Poly. (R#3)

Riel óptico

Ánulo luminoso

Sensor de movimiento

Figura 5.2 Dispositivo para medir la irradiancia axial

z

5.4. Irradiancia axial: Criterio

La profundidad de foco, ∆z, se va a definir como el rango de la irradiancia que excede

el 80% del máximo. Después de realizar las medidas de profundidad focal mostradas en

la gráfica 5.1, de acuerdo con el procedimiento reportado en la sección 5.2, se

obtuvieron los siguientes datos. La profundidad focal para la rejilla #1 es de ∆z

59

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=37mm, ∆z =48mm para la rejilla #2 y ∆z =72mm para la tres. La relación profundidad

focal contra frecuencia espacial se muestra en la gráfica 5.2, adecuada con una línea de

tendencia.

Gráfica 5.2 Relación de la profundidad focal con respecto a la frecuencia espacial

y = 0.0024x + 0.0249R2 = 0.999

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.065

0.07

0.075

4 6 8 10 12 14 16 18 20

Frecuencia espacial

Prof

unid

idad

foca

l

De lo anterior se puede concluir que mientras mayor frecuencia espacial tenga la

rejilla, ésta produce un anulo de mayor radio y por ende, se produce una profundidad

focal de mayor longitud. Por lo tanto, la rejilla circular a utilizar es la #3.

Es posible determinar la calidad de la rejilla al hacer una comparación de la eficiencia

de difracción teórica y la experimental. Por lo que se hace una simulación del patrón de

difracción producido por esta rejilla, calculado en el apéndice C, y un barrido del perfil

de irradiancia. Ambos presentados en la tabla 5.2.

a) Irradiancia experimental b) Irradiancia teórica

Tabla 5.2 (a) Irradiancia experimental y (b) teórica

Irradiancia (%)

Posición (m) r 1

Posición (m) r 1

29%

Irrad

ianc

ia (%

)

27.5%

Posición (m)

Irra

dian

cia

(%)

60

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La calidad será cuantificada como excelente si la diferencia relativa es de 0%, muy

buena si está entre 0% y 5% y buena si se encuentra entre 5% y 10%; la rejilla deberá

ser sustituida si se encuentra fuera de estos rangos.

La diferencia relativa es calculada por medio de la ecuación 5.1

100exp

exp ×+

−=

VVVV

Dteo

teoR ( 5.1)

El valor obtenido es de DR= 2.6 %, por lo que se concluye que la rejilla circular es de

muy buena calidad.

5.5. Grabado y reconstrucción del holograma

Una vez elegida la rejilla a utilizar se prosigue al grabado del holograma. Este proceso

se lleva a cabo en una película holográfica, marca Slavich y modelo PFG-01, sensible

a la luz roja (632x10-9 m) con una resolución de 3000 l/mm.

En primer lugar, se necesita medir la energía total que llega a la película para poder

calcular el tiempo de exposición correcto usando la gráfica de caracterización de la

película proporcionada por el fabricante, figura 5.3. Para hacer esto, se mide la potencia

incidente en un área dada de la película y dependiendo del tiempo de exposición se hace

la conversión de potencia a energía.

Figura 5.3 Eficiencia de difracción contra exposición

61

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Con la ayuda de un foto-sensor y un potenciometro (Newport, modelo 1815-c) se

mide la potencia en microWatts; el sensor utilizado es de 1cm2 de superficie por lo que

no afecta en la conversión. Por lo tanto, el tiempo de exposición donde la difracción de

la película alcanza su máximo esta dado por la ecuación 5.1.

potenciaJt /75exp µ= ( 5.2)

Una vez expuesto el holograma se dispone a su revelado y blanqueado utilizando los

químicos recomendados por el fabricante de la película.

A continuación se reconstruye la imagen holográfica al iluminar el holograma

únicamente con el haz de referencia como se ve en la figura 5.4.

Imagen del ánulo holográfico (punteado)

Haz de referencia z

Imagen proveniente del ánulo holográfico

Figura 5.4 Reconstrucción del ánulo holográfico

Es importante reconocer que para que la imagen holográfica sea exactamente igual a

la imagen real, el holograma debe ser posicionado en el mismo lugar donde fue tomado.

Esto se lleva a cabo con la ayuda de una montura de desplazamiento (en x,y,z) adaptada

al porta-hologramas. Esta similitud se aprecia a simple vista en las imágenes de la tabla

5.3. Sin embargo, más adelante se estudia la comparación de las propiedades de estas

dos imágenes.

62

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a) Imagen real b) Imagen holográfica

Tabla 5.3 (a) Imagen real del ánulo e (b) imagen holográfica del mismo ánulo

Con el fin de demostrar la aseveración anterior se muestra en grafica 5.3 la irradiancia

axial medida con el dispositivo foto-mecánico de la figura 5.2. La curva de color azul

corresponde a la imagen real (IR) con un ∆z = 56mm y la de color rosa es para la

imagen holográfica (IH), con un ∆z = 58mm; además se muestra una línea de tendencia

de color negro para cada curva, con su ecuación y el coeficiente de determinación.

Gráfica 5.3 Irradiancia axial de la imagen del ánulo real y la holográfica

I(IR) = 3E+08z6 - 2E+08z5 + 4E+07z4 - 4E+06z3 + 161940z2 - 532.83z + 7.2076R2 = 0.9929

I(IH) = 3E+08z6 - 2E+08z5 + 4E+07z4 - 4E+06z3 + 199302z2 - 1448.3z + 8.3028

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2

Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IH IR Poly. (IR) Poly. (IH)

La normalización de las curvas y las mediciones se hicieron por separado, debido a

que difieren en su máximo de irradiancia, sin embargo, se puede observar la similitud

entre ellas al comparar las ecuaciones de la línea de tendencia de cada una. De los

resultados experimentales en la grafica 5.3 es posible observar una diferencia entre las

curvas, el cual es causado básicamente por dos cosas: a que al pasar por los químicos el

63

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material de la película holográfica sufre una minúscula deformación, ya que en el

laboratorio no se tiene la opción de regular la temperatura ambiente. En principio es

posible corregir este desplazamiento al utilizar una placa holográfica en lugar de una

película holográfica.

5.6. Superposición de dos ánulos.

Para continuar con el estudio de las propiedades del elemento óptico en cuestión, se

analiza la interferencia que forma la onda proveniente del ánulo real, con la onda del

ánulo holográfico.

Para esto, además de reconstruir el ánulo holográfico también se coloca el ánulo real y

así poder estudiar la interferencia en un plano a 0.5m atrás del holograma, lo anterior se

esquematiza en la figura 5.5.

Imagen del ánulo real (continuo)

Haz Objeto

Imagen del ánulo holográfico (punteado)

z

= +

Imagen proveniente del ánulo real

Imagen proveniente del ánulo holográfico Superposición de la onda del

ánulo real y la holográfica Figura 5.5 Superposición de dos ondas cónicas

64

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Lo anterior simula el tener dos axicones en el mismo lugar sobre el eje óptico. La

mejor prueba de esta simulación es la interferencia que aparece al superponer los dos

ánulos. Como ya se mostró en la ecuación 2.25, la interferencia formada por dos

axicones son círculos concéntricos y resulta ser la misma cuando se superponen las

ondas provenientes del ánulo real y el holográfico, como se observa en la figura (a) de

la tabla 5.4.

Tabla 5.4 Imágenes de la superposición de las ondas cónicas provenientes del ánulo

La interferencia mencionada en el párrafo anterior ocurre gracias a que la imagen real

(IR) y la holográfica (IH) son producidas por haces con la misma polarización. Ahora

bien, si se le modifica la polarización a uno de ellos, para que sean ortogonales entre si,

la interferencia desaparece y se simula que cada ánulo provenga de un axicón hecho

con un material birrefringente. En otras palabras, se simula la existencia de dos axicones

situados en el mismo lugar sobre el eje óptico pero cuyas ondas no interfieren.

Para cambiar el estado de polarización de la imagen holográfica se hace uso de una

mica retardadora de 1/2 de λ. Se posiciona el eje central de la mica a pi/4 del eje de

polarización del haz. Sin embargo, la mica no es de suficiente tamaño para colocarla

atrás del filtro espacial (último elemento óptico antes de la placa holográfica), por lo

que este puede añadir efectos de retardación de la polarización. Por consecuencia se

a) Superposición de las ondas cónicas con misma polarización

b) Superposición de las ondas cónicas con polarización cruzada

65

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utiliza el factor de contraste, definido a continuación, para encontrar la menor

interferencia.

100_

__ xbrillantelínea

obscuralíneabrillantelíneacontraste −= ( 5.3)

La medición con menor contraste obtenido para la polarización cruzada es del 4%. Se

considera satisfactoria ya que es menor a la incertidumbre de las mediciones, 5%.

A continuación se mide la irradiancia axial de este elemento óptico. En la gráfica 5.4

se muestran dos curvas de irradiancia axial. Al igual que en la grafica 5.3, se etiqueta a

las curvas con la notación IR= imagen real e IH= imagen holográfica. Por lo que la

curva de color azul es la irradiancia axial resultante de superponer los ánulos luminosos

con polarización paralela y la curva de color rosa es para la superposición con

polarización cruzada.

Gráfica 5.4 Irradiancia axial de la superposición del ánulo real y el holográfico

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2

Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IR+IH polarización paralela IR+IH polarización cruzada

Se observa que al cambiar la polarización al haz de referencia el holograma difracta

hasta en un 33% mayor cantidad de luz, que con la polarización con la que el holograma

fue grabado originalmente; el dato anterior se encuentra al hacer el cociente entre el

porcentaje de luz difractada sin retardador y con él. Sin embargo, la diferencia entre las

curvas anteriores en su profundidad focal es de .001 m.

66

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5.7. Superposición de dos ánulos con desplazamiento

Hasta este momento se han simulado dos axicones que se encuentran en la misma

posición sobre el eje óptico, cuyas ondas no interfieren. Ahora, se explora la posibilidad

de variar la posición de uno de ellos, o sea, poner un axicón enfrente del otro, con la

finalidad de aumentar la profundidad focal.

Para ello, la sección 1, “S1”, de la figura 5.1 es previamente colocada sobre una

montura de desplazamiento (x,z). Es importante, como parte de los resultados

experimentales, que el holograma no debe ser movido sin también haber mover todo el

brazo óptico del haz de referencia. Esto genera astigmatismo en la imagen holográfica,

debido a la iluminación oblicua sobre el holograma, y la forma de la irradiancia axial

deseada se modifica abruptamente.

También es importante tomar en cuenta que el desplazamiento del ánulo real debe de

ser hacia el holograma. Es decir, si el plano z = 0 es en donde los dos ánulos coinciden

entonces el desplazamiento debe ser hacia z < 0. Se debe a que la transmitancia del

holograma afecta notablemente a la onda proveniente del ánulo real cuando se mueve en

dirección z > 0 y su profundidad focal decae en un 65%. Esto se muestra en la grafica

5.5 de la profundidad focal el ánulo real con respecto a su posición del ánulo

holográfico.

Gráfica 5.5 Relación de la profundidad focal del ánulo real con respecto a su posición del ánulo holográfico

20

40

60

80

100

120

-6 -4 -2 0 2 4 6Separación entre los ánulos (m)

Pro

fund

idad

Foc

al (%

)

67

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Cabe mencionar que en lugar de la sección 1, el brazo óptico del haz de referencia

junto con la placa holográfica, puede ser equipado con el dispositivo de

desplazamiento. Pero no se hizo debido a que el tamaño del brazo óptico es mucho

mayor que la sección 1 y genera problemas prácticos.

Las siguientes gráficas (5.6-5.12) muestran las mediciones de la irradiancia axial que

se realizaron a cada centímetro de desplazamiento, D, y de 0.5 cm en la sección que

presenta mayor sensibilidad. La curva de color azul es para la irradiancia axial del ánulo

real, la de color amarillo para la del ánulo holográfico y la curva de color rosa es para la

superposición de estos dos.

Gráfica 5.6 Irradiancia axial del ánulo real, el holográfico y su suma, con D = .01 m

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2

Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IH IR1 +IR1

Gráfica 5.7 Irradiancia axial del ánulo real, el holográfico y su suma, con D = .02 m

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2

Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IH IR1 +IR1

68

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Gráfica 5.8 Irradiancia axial del ánulo real, el holográfico y su suma, con D = .03 m

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2

Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IH IR1 +IR1

Gráfica 5.9 Irradiancia axial del ánulo real, el holográfico y su suma, con D = .04 m

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IH IR1 +IR1

Gráfica 5.10 Irradiancia axial del ánulo real, el holográfico y su suma, con D = .045 m

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IH IR1 +IR1

69

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Gráfica 5.11 Irradiancia axial del ánulo real, el holográfico y su suma, con D = .05 m

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IH IR1 +IR1

Gráfica 5.12 Irradiancia axial del ánulo real, el holográfico y su suma, con D = .055 m

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2

Posición (m)

Irrad

ianc

ia (%

)

IH IR1 +IR1

En la curva que representa la superposición de los ánulos en la gráfica 5.6 se observa

un aumento en la profundidad focal a ∆z = 0.063 m. En la gráfica 5.7, la profundidad

focal aumenta nuevamente a ∆z = 0.0636 m. Se observa otro aumento en la gráfica 5.8 a

∆z = 0.0639m y de ∆z = 0.0645 m en la gráfica 5.9.

Cuando el desplazamiento alcanza 0.045 m, la profundidad focal comienza a

descender nuevamente a ∆z = 0.0644, como se ve en la gráfica 5.10. En la gráfica 5.11,

cuando D = 0.055 m, se observa una abrupta caída de la profundidad focal a ∆z =

0.0602. Finalmente, el campo focal regresa a su profundidad inicial, gráfica 5.12, Dz =

70

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0.0582. Lo anterior es descrito por medio de la gráfica 5.13 del valor de la profundidad

focal para cada desplazamiento.

Gráfica 5.13 Incremento de la profundidad focal en función del desplazamiento

0.0570

0.0580

0.0590

0.0600

0.0610

0.0620

0.0630

0.0640

0.0650

0.005 0.015 0.025 0.035 0.045 0.055

Separación entre los ánulos (m)

Pro

fund

idad

foca

l (m

)

La gráfica 5.13 muestra el resumen de todas las mediciones tomadas para encontrar el

desplazamiento que genera una distancia focal mayor. También se puede apreciar que al

haber eliminado la interferencia, la suma de las curvas de la imagen real y la holográfica

es lineal, ya que la suma de los máximos de las irradiancias axiales de las dos ondas por

separado es similar en un 1.6% a la irradiancia de las ondas una vez sumadas.

El sistema prueba su funcionalidad de tres maneras. Al poder simular la onda

producida por un axicón y hacerla interferir con su imagen holográfica, o sea, simula el

tener dos axicones en la misma posición sobre el eje óptico, lo cual resulta físicamente

imposible pensando en elementos refractivos. También puede simular un material

birrefringente al cambiar la polarización de la imagen holográfica y finalmente, la

profundidad focal aumenta en un 12%.

Sin embargo, para aumentar todavía más su eficacia, se propone lo siguiente. Debido

a la forma que tiene la irradiancia axial, el desplazamiento de una de las imágenes, ya

sea la real o la holográfica, no puede aumentar la profundidad focal más de lo ya

reportado. Pero, si se voltea una de las curvas (x =-x).Es decir, en lugar de que el haz

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del axicón sea convergente se requiere que el haz del axicón sea convergente, entonces

la profundidad focal aumentaría notablemente.

Lo anterior se lograría al grabar la imagen del ánulo real antes del holograma y al

reproducirlo se gira el holograma 180° en y, lo cual hace que genere el complejo

conjugado de la onda grabada y aparece una imagen holográfica virtual detrás del

holograma (la que fue grabada antes de él); siempre y cuando la imagen grabada tenga

simetría radial.

Esto es, que se regenere el ánulo detrás del holograma, si se graba un axicón

convergiendo, al gíralo se obtiene un axicón divergiendo, y la curva de irradiancia axial

del la imagen holográfica aparecería girada. Lo difícil es que una vez que se obtenga la

imagen virtual del ánulo, se le empate la imagen real. Sin embargo, este tipo de

experimento va más allá de los propósitos establecidos para esta tesis.

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CONCLUSIONES

Durante la fase experimental de esta tesis se reconoció que el sistema óptico resulta

ser muy sensible al material de laboratorio usado. Sin embargo, los resultados

experimentales alcanzados validan la repetibilidad la hipótesis inicial de trabajo los

resultados son satisfactorios.

Los hologramas generados por computadora o CGH, resultan ser de gran calidad, de

fácil y rápida creación, esto se debe a que la paquetería de “Visual Basic” que grafica

interferogramas rápidamente en “Corel Draw”, y debido a que este último cuenta con

una alta resolución de impresión y sumándole una impresora de alta calidad utilizada,

los resultados experimentales tienen una alta eficiencia difractiva. Básicamente son

estos tres factores los que influyen en la calidad del CGH.

En cuanto a la foto reducción, los resultados son confiables y el proceso toma un

tiempo razonable de 30 minutos. Los factores influyentes en esto, es el tipo de película

utilizada y el revelador. La película utilizada es de alta resolución y alto contraste y el

revelador es el más adecuado para esta película.

La calidad es cuantificada en el capitulo 4 y 5 al comparar la eficiencia de difracción

experimental con la teórica y en la similitud de los órdenes de difracción a una delta de

Dirac.

Aun que el filtraje espacial de la rejilla circular es adecuado debido a la técnica

utilizada, los resultados para la generación de la rejilla no binaria son satisfactorios.

Esto se debe a las limitantes experimentales, como es la cámara CCD utilizada.

Conforme se fue avanzando el proyecto, se incremento la complejidad del dispositivo

experimental. Por lo que los experimentos son cada vez más delicados y por ende más

difíciles de elaborar.

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El mayor problema fue la holografía. La película utilizada es muy sensible a los

químicos utilizados para revelarla y blanquearla, al igual que a cambios de temperatura.

Se ve afectada en su geometría y por ende, la reconstrucción de la imagen se ve

perjudicada. Dichos cambios son muy pequeños para ser medidos con aparatos

existentes en el laboratorio, pero lo suficiente para notarlo al hacer interferometría. Por

lo que se dificultan las mediciones de alta precisión.

Finalmente, con la adaptación del sensor de luz a la montura desplazable de la sección

I del dispositivo óptico, las mediciones de irradiancia axial resultan ser rápidas y de alta

precisión ya que la máxima variancia encontrada es de 0.052 de unidades arbitrarias.

La cual cae dentro del rango de incertidumbre de 100 micras en cada caso.

A partir de estas mediciones se concluye que la irradiancia axial del ánulo holográfico

y el real difieren en 0.002 m. Posteriormente, se encontró experimentalmente que al

sumar la irradiancia axial de los ánulos, existe una diferencia de 0.001 m si la

polarización es paralela comparada con la polarización perpendicular.

Además, se encontró una gráfica que muestra la manera en que la transmitancia del

holograma afecta a la onda proveniente del ánulo real. Finalmente se encontró

experimentalmente que se logra aumentar la profundidad focal en un 12%.

Por lo que se recomienda el uso de esta técnica para la creación de nuevos

interferogramas a partir de la interferencia formada por cualquier par de elementos

refractivos. De igual manera para la simulación de materiales birrefringentes formados

por cualquier par de elementos difractivos. Siempre y cuando sea posible generar la

contraparte difractiva del elemento difractivo.

También, como se mencionó en el capítulo 1, es posible darle un uso para generar

ciertas formas geométricas de luz al utilizar exposiciones múltiples.

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En cuanto al aumento en la profundidad focal del sistema conviene mencionar lo

siguiente. La idea de utilizar el CGH del axicón y su conjugado tiene posibilidades de

ser una solución prometedora; tal y como se discutió en el capítulo 5.

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