SPECKLE DINÁMICO

Responsable:
– Dr. Héctor Rabal
– Dr. Marcelo Trivi

Colaboradores:
– Lic. Nelly Cap
– Ing. Eduardo Grumel
– Lic. Prof. Leandro Buffarini

Reseña histórica

Los objetos iluminados con luz coherente adquieren un aspecto granular peculiar denominado speckle. Si la superficie es ópticamente rugosa evoluciona en el tiempo, la luz dispersada da lugar a un patrón dinámico del speckle y su variación depende de la actividad de la muestra. Las muestras biológicas y otros procesos dinámicos (flujo de sangre, vibraciones, etc.) muestran este comportamiento. El speckle dinámico o biospeckle se puede también observar en procesos industriales no-biológicos, incluyendo el proceso de secado de pinturas, corrosión e intercambio de calor. El aspecto visual del diagrama speckle dinámico es similar a el de un líquido que hierve. Esta actividad ocurre cuando la muestra cambia sus características debido al movimiento de los centros de la dispersión, cambia en el camino óptica debido a las variaciones del índice de refracción, a los cambios de configuración o a la combinación de estas situaciones.

El estudio de la evolución temporal de los patrones de speckle puede proporcionar una herramienta interesante para caracterizar los parámetros implicados en procesos transitorios biológicos e industriales. Desde 1996, muchos esfuerzos se han realizado en CIOp, de asignar los números que caracterizan esta actividad del biospeckle y que correlacionan favorable con métodos alternativos de la medida de interés para el experimentador.

Varios algoritmos se han desarrollado para caracterizar la actividad dinámica del patrón de speckle usando análisis del contraste, acumulación de diferencias entre las imágenes, análisis espacial y temporal del patrón de speckle, entropía basada en wavelets, bandas espectrales temporales, etc.. En estos métodos se presenta una evaluación cualitativa del fenómeno en estudio. Para las medidas cuantitativas, fueron empleados la historia temporal del análisis del patrón de speckle (THSP) con la función del autocorrelation, el momento de la inercia de la matriz de la co-ocurrencia, la función estructura, la variación espacial de la fase y los métodos del histograma de la diferencia. También fueron propuestos modelos numéricos basados en el movimiento de los centros de la dispersión y una valoración de la variación espacial de la fase.

Los usos de las técnicas del biospeckle orientadas a la caracterización de tejidos biológicos y de procesos industriales fueron desarrollados en CIOp. Por ejemplo: viabilidad de semillas, daños en frutas, movilidad de parásitos, detección de hongos, chemotaxis en bacters, procesos de secado de pintura, hydroadsoción en geles, evolución de espumas, etc. Algunos de éstos trabajos fueron realizados en colaboración con grupos de las Universidades de Rosario (IFIR), de Salta, de Centro de la Provincia de Buenos Aires (Tandil), del CIDEPINT (La Plata), de Universidades de Lavras y de Sao Paulo, Brasil, Católica del Perú (Lima), de Antioquia, Colombia y del Instituto Politécnico, La Habana, Cuba.

Líneas de investigación: