Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy
El trabajo investigativo llevado a cabo para la producción de esta tesis de maestría tiene como objetivo fundamental el desarrollo de una alternativa tecnológica al sistema de iluminación pinhole comúnmente empleado en microscopía holográfica digital sin lentes (MHDSL). El sistema de iluminación pin...
- Autores:
-
Patiño Jurado, Brayan de Jesús
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Nacional de Colombia
- Repositorio:
- Universidad Nacional de Colombia
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unal.edu.co:unal/76770
- Acceso en línea:
- https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/76770
http://bdigital.unal.edu.co/73543/
- Palabra clave:
- Numerical aperture
Point-source
Fiber optics
Cone tips
Digital holographic microscopy
- Rights
- openAccess
- License
- Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
id |
UNACIONAL2_daa8cb59bdfb08d61dc0c0b38bdaf4b6 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/76770 |
network_acronym_str |
UNACIONAL2 |
network_name_str |
Universidad Nacional de Colombia |
repository_id_str |
|
dc.title.spa.fl_str_mv |
Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy |
title |
Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy |
spellingShingle |
Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy Numerical aperture Point-source Fiber optics Cone tips Digital holographic microscopy |
title_short |
Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy |
title_full |
Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy |
title_fullStr |
Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy |
title_full_unstemmed |
Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy |
title_sort |
Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy |
dc.creator.fl_str_mv |
Patiño Jurado, Brayan de Jesús |
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv |
Patiño Jurado, Brayan de Jesús |
dc.contributor.spa.fl_str_mv |
Botero Cadavid, Juan Fernando |
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv |
Numerical aperture Point-source Fiber optics Cone tips Digital holographic microscopy |
topic |
Numerical aperture Point-source Fiber optics Cone tips Digital holographic microscopy |
description |
El trabajo investigativo llevado a cabo para la producción de esta tesis de maestría tiene como objetivo fundamental el desarrollo de una alternativa tecnológica al sistema de iluminación pinhole comúnmente empleado en microscopía holográfica digital sin lentes (MHDSL). El sistema de iluminación pinhole tiene como principal problema el alto costo de asociado a la complejidad de su fabricación e implementación. Como alternativa de solución el desarrollo de una fuente puntual a fibra óptica para MHDSL es detalladamente descrito a lo largo de este trabajo. El desarrollo de fuentes puntuales a fibra óptica para MHDSL propuesto se basa en la creación de extremos conificados en fibras ópticas convencionales. En el análisis geométrico de la apertura numérica de dichas fibras ópticas con extremos cónicos se presenta una metodología de diseño modelada por una ecuación paramétrica, la cual permite sintonizar la apertura numérica como función del ángulo de conicidad de la punta de la fibra. Adicionalmente, se propone y se evalúa un método de fabricación por ataque químico, en el cual se consideran los efectos de largos períodos de difusión de ácido fluorhídrico en una capa de protección de aceite con el objetivo de producir puntas cónicas en fibras ópticas con ángulos grandes y con buen acabado superficial. Un análisis en simulación de trazado de rayos y de propagación ondulatoria, permite comprobar la dependencia de la apertura numérica con el ángulo de conicidad de la punta de las fibras ópticas. Se presenta, además, la evidencia experimental donde se acopla luz de un láser a las fibras ópticas modificadas y se evalúa la apertura numérica. Finalmente, se realiza una completa caracterización de la resolución y las fibras ópticas cónicas son exitosamente implementadas como fuentes puntuales de ondas esféricas para MHDL. |
publishDate |
2019 |
dc.date.issued.spa.fl_str_mv |
2019-09-01 |
dc.date.accessioned.spa.fl_str_mv |
2020-03-30T06:28:37Z |
dc.date.available.spa.fl_str_mv |
2020-03-30T06:28:37Z |
dc.type.spa.fl_str_mv |
Trabajo de grado - Maestría |
dc.type.driver.spa.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
dc.type.version.spa.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
dc.type.content.spa.fl_str_mv |
Text |
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv |
http://purl.org/redcol/resource_type/TM |
status_str |
acceptedVersion |
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv |
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/76770 |
dc.identifier.eprints.spa.fl_str_mv |
http://bdigital.unal.edu.co/73543/ |
url |
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/76770 http://bdigital.unal.edu.co/73543/ |
dc.language.iso.spa.fl_str_mv |
spa |
language |
spa |
dc.relation.ispartof.spa.fl_str_mv |
Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín Facultad de Ciencias Escuela de Física Escuela de Física |
dc.relation.haspart.spa.fl_str_mv |
53 Física / Physics |
dc.relation.references.spa.fl_str_mv |
Patiño Jurado, Brayan de Jesús (2019) Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín. |
dc.rights.spa.fl_str_mv |
Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia |
dc.rights.coar.fl_str_mv |
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
dc.rights.license.spa.fl_str_mv |
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional |
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv |
application/pdf |
institution |
Universidad Nacional de Colombia |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/76770/1/1036397145.2019.pdf https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/76770/2/1036397145.2019.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
492306a3959f094f13e030bc9e2993a0 d66104865a4b8f12b7ce6e2d9f228d33 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia |
repository.mail.fl_str_mv |
repositorio_nal@unal.edu.co |
_version_ |
1814089640917860352 |
spelling |
Atribución-NoComercial 4.0 InternacionalDerechos reservados - Universidad Nacional de Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Botero Cadavid, Juan FernandoPatiño Jurado, Brayan de Jesús4a15823c-22be-4a03-8cad-866dd61d5b323002020-03-30T06:28:37Z2020-03-30T06:28:37Z2019-09-01https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/76770http://bdigital.unal.edu.co/73543/El trabajo investigativo llevado a cabo para la producción de esta tesis de maestría tiene como objetivo fundamental el desarrollo de una alternativa tecnológica al sistema de iluminación pinhole comúnmente empleado en microscopía holográfica digital sin lentes (MHDSL). El sistema de iluminación pinhole tiene como principal problema el alto costo de asociado a la complejidad de su fabricación e implementación. Como alternativa de solución el desarrollo de una fuente puntual a fibra óptica para MHDSL es detalladamente descrito a lo largo de este trabajo. El desarrollo de fuentes puntuales a fibra óptica para MHDSL propuesto se basa en la creación de extremos conificados en fibras ópticas convencionales. En el análisis geométrico de la apertura numérica de dichas fibras ópticas con extremos cónicos se presenta una metodología de diseño modelada por una ecuación paramétrica, la cual permite sintonizar la apertura numérica como función del ángulo de conicidad de la punta de la fibra. Adicionalmente, se propone y se evalúa un método de fabricación por ataque químico, en el cual se consideran los efectos de largos períodos de difusión de ácido fluorhídrico en una capa de protección de aceite con el objetivo de producir puntas cónicas en fibras ópticas con ángulos grandes y con buen acabado superficial. Un análisis en simulación de trazado de rayos y de propagación ondulatoria, permite comprobar la dependencia de la apertura numérica con el ángulo de conicidad de la punta de las fibras ópticas. Se presenta, además, la evidencia experimental donde se acopla luz de un láser a las fibras ópticas modificadas y se evalúa la apertura numérica. Finalmente, se realiza una completa caracterización de la resolución y las fibras ópticas cónicas son exitosamente implementadas como fuentes puntuales de ondas esféricas para MHDL.Abstract: The undertaken research work for this thesis dissertation aims for a technological alternative to the pinhole illumination system commonly employed in digital lenseless holographic microscopy (DLHM). This traditional method presents as a main difficulty the high fabrication cost and implementation of a hole of such small dimensions. As an alternative solution to this problem, a point-source based on fiber optics is developed in this work. Fiber optics based point-source for DLHM here proposed relies on the fabrication of conical tips in conventional optical fibers, In the analysis of the dependency of the numerical aperture on the conical geometry of the cone tips a simple and compact design equation to tailor the numerical aperture of the cone-shaped optical fibers is presented. Additionally, a chemical etching fabrication method and model that considers the long term diffusion effects of hydrofluoric acid on a protective oil layer is proposed and the scope is to obtain tapered tips with very smooth surface and large conical angles. Ray tracing and wave propagation studies were carried out and allowed us to prove the numerical aperture ability to be tailored and dependency on the cone angle of a step-index optical fiber. The results of this studies were experimentally confirmed by coupling laser light into the chemically etched cone tips and measuring the numerical aperture. Finally, these cone tips were implemented as point sources of spherical waves for DLHM. The resolution characterization of the DLHM with cone tips was carried out. The results were very encouraging and supported the viability of the cone tips fiber as a technological alternative to the pinhole illumination system for DLHM.Maestríaapplication/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia Sede Medellín Facultad de Ciencias Escuela de FísicaEscuela de Física53 Física / PhysicsPatiño Jurado, Brayan de Jesús (2019) Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopy. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín.Fiber optics point-source for digital lensless holographic microscopyTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMNumerical aperturePoint-sourceFiber opticsCone tipsDigital holographic microscopyORIGINAL1036397145.2019.pdfTesis de Maestría en Ciencias - Físicaapplication/pdf4088419https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/76770/1/1036397145.2019.pdf492306a3959f094f13e030bc9e2993a0MD51THUMBNAIL1036397145.2019.pdf.jpg1036397145.2019.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4377https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/76770/2/1036397145.2019.pdf.jpgd66104865a4b8f12b7ce6e2d9f228d33MD52unal/76770oai:repositorio.unal.edu.co:unal/767702023-07-15 23:04:07.958Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co |