CARACTERIZACIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE IMÁGENES A TRAVÉS DE MEDIOS GRIN MEDIANTE LA MTF

Abstract

Una lente común homogénea posee dos características físicas que influyen en la manera en que dicha lente reconfigura un frente de ondas: la diferencia entre su índice de refracción y el del medio circundante, y la curvatura de sus interfaces. Sin embargo, cuando la luz se propaga a través de un medio no homogéneo, los frentes de onda disminuyen su velocidad en zonas ópticamente más densas, y la incrementan en zonas de menor densidad, lo cual provoca su curvatura. Una lente de un material no homogéneo, en el que hay un GRadiente en el INdice de refracción se conoce como lente GRIN. Los medios ópticos GRIN son una consecuencia del desarrollo de las fibras ópticas de índice de refracción radialmente variable en forma cuadrática, inventado por Teiji Uchida, en 1969. Un gran beneficio de este tipo de sistemas es que proporciona un conjunto adicional de nuevos parámetros con los que controlar las aberraciones. El perfil nuclear de la lente GRIN puede igualar el camino óptico de rayos con diferentes longitudes de trayectorias, ya que la velocidad de la luz es mínima en el centro y crece gradualmente con la distancia radial. Un rayo que viaja próximo al eje recorre un camino geométrico corto a baja velocidad, mientras que aquél que viaja lejos del eje describe un camino geométrico largo a alta velocidad. Por lo tanto, la variación de camino se puede compensar con la variación de velocidad. En consecuencia, con una elección adecuada del perfil, la diferencia de velocidades de grupo o de tiempos de vuelo entre rayos se puede reducir. Como es sabido, una poderosa herramienta para determinar la calidad de un sistema óptico es la MTF (Modulation Transfer Function); esta función mide la capacidad con que un sistema óptico reproduce en la imagen del objeto bajo observación sus detalles más finos, lo que también se denomina contraste. El presente trabajo consta de la caracterización de la transferencia de imágenes a través de tres medios GRIN de diferentes longitudes (y pasos), mediante la función de transferencia de la modulación (MTF). Las determinaciones cuantitativas fueron obtenidas mediante un software diseñado especialmente para tal fin en MATLAB.