"Experimental study of speckle generated by semiconductor light sources: application in double pass imaging" de Herber Donatus Halpaap el dia 9/12/2019

Amb la tècnica de doble pas (DP) és possible quantificar la qualitat òptica de l’ull d’un pacient mesurant la funció de dispersió de punt. A causa de la baixa reflectivitat de la retina, es requereix una font de llum puntual d’alta intensitat. Una font de llum ampliament utilitzada en sistemes de DP són els díodes làser (LD). Els díodes làser són fonts de llum coherents que produeixen patrons d’interferència quan s’il·lumina una superficie rugosa. Aquest fenomen d’interferència, anomenat speckle, deteriora la qualitat de la imatge i pot fer que les imatges de DP siguin difícils o impossibles d’interpretar. Una solució eficaç i de baix cost per a reduir l’speckle en les imatges de DP és incloure un mirall vibratori en el camí òptic del sistema per tal de fer la mitjana sobre les diferents realitzacions de patrons d’speckle. No obstant, les parts mecàniques vibratòries no són una solució òptima ja que limiten la longevitat i fiabilitat d’equips mèdics.

L’objectiu d’aquesta tesi és trobar una solució no mecànica de baix cost per a la reducció d’speckle en imatges de DP basada en fonts de llum semiconductores de baixa coherència. Comparem un LD, un díode emissor de llum (LED) i un díode superluminiscent (SLED) en termes de formació d’speckle, cost i usabilitat en sistemes de DP. Trobem que l’SLED és una bona alternativa a la il·luminació amb LD, ja que la reducció de la quantitat d’speckle en la imatge és pràcticament la mateixa que l’obtinguda amb un LD i un mirall vibratori. Tanmateix, l’SLED no és una solució de baix cost. Amb la finalitat d’identificar una solució totalment òptica I econòmicament rendible, analitzem els patrons d’speckle generats per un LD en funció del seu corrent de bombeig.

Els nostres experiments suggereixen que treballar amb corrents per sota del llindar d’encesa del làser pot ser una solució econòmicament viable per a la reducció d’speckle. En moltes aplicacions d’imaging s’intenta evitar l’speckle. Tot i així, el patró d’speckle pot contenir informació útil que s’utilitza, per exemple, en l’anàlisi del flux sanguini o per a la reconstrucció d’objectes. Hem observat que ajustar el corrent de bombeig d’un LD (és a dir, adaptar la coherència de la llum utilitzada per a la presa d’imatges) pot ser una manera simple i efectiva d’augmentar o reduir la quantitat d’speckle. Per tal d’obtenir imatges amb la mateixa intensitat cal adaptar el temps d’exposició del sistema d’adquisició d’imatges. En particular, identifiquem condicions que permeten adquirir imatges amb una intensitat mitjana similar, però amb valors de contrast d’speckle que varien entre 0,16 i 0,99.