Sistemas ópticos de vanguardia en el CCADET
Por Hugo Valencia Juliao
Ciudad de México. 23 de octubre de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- En el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM, una importante línea de investigación se centra en el desarrollo de tecnología especializada en óptica y láser. Para ello cuentan con laboratorios de vanguardia en donde se investigan y desarrollan nuevas aplicaciones para la luz.
La alta especialidad en tecnologías ópticas en México tiene en el CCADET uno de sus referentes para la investigación alrededor de los fenómenos de la luz, así como en el diseño y construcción de diferentes sistemas ópticos y electrónicos que son cada vez más importantes en el mundo moderno por sus múltiples aplicaciones.
En este centro se realizan investigaciones y experimentos que tienen que ver con la caracterización de la luz, esta se clasifica en luces coherentes e incoherentes. En el Laboratorio de Esparcimiento de Luz se realizan diferentes experimentos a través de componentes ópticos que modifican la luz.
Antonio Alfonso Rodríguez Rosales.“A través de polarizadores o placas retardadoras, analizamos el paso de la luz, esto depende de la intensidad que se refleja, ahí buscamos ciertas propiedades para analizar”, dijo el estudiante Omar Rodríguez Núñez, quien colabora en el Laboratorio de Esparcimiento de Luz a cargo del doctor Neil Bruce.
Los responsables del Laboratorio de Esparcimiento de Luz pueden, a través de la computadora, modificar estos parámetros de manera automática dependiendo de lo que se esté estudiando en particular, esto se hace para analizar las propiedades de la luz.
“Con la medición de la intensidad nosotros podemos saber qué tipo de muestra estamos utilizando. La idea detrás de todo esto es que podamos caracterizar superficies, es decir, poder identificar la rugosidad de alguna superficie, es una especie de microscopía óptica”, dijo el doctorando.
Los especialistas miden la intensidad localmente y después hacen una especie de mapeo topográfico. Asimismo, en dicho recinto de ciencia aplicada cuentan con láseres que pueden barrer una superficie determinada en tres ejes para determinar la rugosidad de la misma.
La investigación dentro de este laboratorio va encaminada a poder medir y caracterizar cualquier superficie reflejante y conocer el estado de polarización. Además cuentan con programas de simulaciones para proveer qué materiales pueden funcionar.
Los usos de este tipo de tecnología en la industria son variados pero se puede utilizar para detectar defectos en circuitos y microcontroladores, también hay aplicaciones en tomografía o para determinar cuando la calidad de algún material no es buena. Recientemente se están investigando nuevas aplicaciones en la medicina para el diagnóstico de enfermedades.
“Tener láseres tan potentes con una duración tan corta lo que hace es acumular fotones y, por ende, los efectos no lineales se ven amplificados. Uno de estos efectos que estudiamos son los de segundo y tercer orden”, explicó el estudiante.
Diseño óptico de instrumentos
El desarrollo de este tipo de aparatos en el CCADET va encaminado a lograr la medición de diferentes tipos de fenómenos que suceden muy rápido, en femtosegundos, aseguró Gustavo Castro Olvera, colaborador del Laboratorio de Diseño Óptico de Instrumentos.
La mayoría de láseres e instrumentación para la medición de los sistemas ópticos son hechos en el mismo CCADET gracias al trabajo de los investigadores y estudiantes de grado y pregrado quienes arman la tecnología conforme a sus necesidades.
Este tipo de láseres tiene sinfín de aplicaciones, entre las más interesantes están las aplicaciones militares. “Incluso con este tipo de láseres amplificados se pueden llegar a derribar misiles enviando pulsos a los proyectiles. Pero hay otros usos más significativos como en la medicina”, dijo.
El doctor Antonio Alfonso Rodríguez Rosales es el responsable del Laboratorio de Diseño Óptico de Instrumentos y trabaja en el campo de la óptica no lineal a través de materiales de refracción, que es la proporción en la que la luz cambia al atravesarlos. En el Laboratorio de Diseño Óptico de Instrumentos, el investigador y su equipo estudian este y otros fenómenos físicos relacionados con la luz.
Los experimentos que se realizan tienen la luz como el principal protagonista y en el laboratorio se realiza investigación de alto nivel, alrededor de caracterización de nuevos materiales ópticamente no lineales que puedan exhibir simultáneamente índices de refracción no lineal positivos y negativos en cristales líquidos.
Las aplicaciones de esta área de estudio, mencionó Rodríguez Rosales, son muy amplias, por lo que asentó que el desarrollo de cada una de estas líneas de investigación brinda amplias oportunidades que se pueden aprovechar mejor.
Una de estas áreas en las que la óptica tiene una gran relevancia es dentro de la medicina física, donde mediante tecnologías láser se pueden llevar a cabo fototerapias en enfermedades de alta mortalidad como en ciertos tipos de cáncer.
Además, el también miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), trabaja en la generación de solitones ópticos espaciales oscuros y brillantes que son de gran utilidad, por ejemplo, en las fibras ópticas que son necesarias para las conexiones de Internet y datos de alta velocidad.
Pruebas ópticas
El Laboratorio de Pruebas Ópticas, a cargo del doctor Maximino Avendaño Alejo, se encarga de probar superficies y pantallas planas, que son imágenes con luz que se ven deformadas y con un espejo toman una forma coherente, explicó.
“Básicamente, lo que hacemos son pantallas nulas por refracción que mediante ecuaciones se explica cómo la luz viaja a través del espacio. Con estas ecuaciones se trazan y se buscan patrones uniformes”, dijo Avendaño Alejo.
Esto es posible utilizando la geometría mediante ecuaciones exactas y soluciones numéricas. Lo que hacen los estudiantes en el laboratorio es el trazo exacto de rayos para así lograr probar la calidad de las superficies ópticas.
Esto puede servir para probar lentes aplicados en la industria que requieren gran calidad u otros aparatos tecnológicos que usamos en la vida diaria que necesitan un cierto nivel de precisión para su funcionamiento correcto.
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