Grupo de Nanofotonica
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Item Topografía de superficies obtenida por interferometría de baja coherencia de alta resolución espacial(2016) Sallese, Marcelo; Torga, Jorge Román; Tabla, Pablo; Morel, Eneas NicolásLa tomografía óptica coherente (OCT por sus siglas en inglés) es una técnica óptica no destructiva, que utiliza una fuente de luz de gran ancho espectral que se enfoca sobre un punto de la muestra para determinar la distancia (rigurosamente la diferencia de camino óptico)entre este punto y una superficie de referencia. El punto puede ser superficial o en una interfase interior de la muestra (transparente o semitransparente), permitiendo realizar topografías y/o tomografías en distintos materiales. El interferómetro de Michelson es el esquema experimental tradicional para esta técnica, en el cual un haz de luz se divide en dos ramas, una de referencia y la otra de muestra. La superposición de la luz reflejada en la muestra y en la referencia genera una señal de interferencia que nos da información de la diferencia de camino óptico entre ramas. A partir de esta información es posible obtener la distancia mencionada. En este trabajo se presenta una nueva configuración experimental en donde la señal de referencia y la señal reflejada en la muestra viajan por una misma rama, mejorando la calidad de la señal de interferencia. Entre los aspectos más importante de esta mejora podemos mencionar que se reduce considerablemente el ruido y los errores producidos por el movimiento relativo referencia-muestra y por la dispersión del índice de refracción. De esta manera es posible obtener imágenes 3D de superficies con una resolución espacial en el orden del micrón. Se presentan resultados obtenidos en topografía de superficies metálicas, vidrios y tintas impresas sobre papel.Item Microscopía óptica coherente por interferometría de baja coherencia de una sola rama aplicada a la caracterización de topografía de superficies(2016) Sallese, Marcelo; Torga, Jorge Román; Tabla, Pablo; Morel, Eneas NicolásEn este trabajo se presenta la técnica de microscopia óptica coherente basada en la interferometría de baja coherencia en el dominio de las frecuencias (FD-OCM por sus siglas en ingles) en un esquema experimental que propone un interferómetro en una sola rama que incluye un novedoso dispositivo para alojar la muestra y realizar un barrido. La medición se realiza enfocando un haz de luz láser sobre cada punto de la muestra y realizando un barrido en dos dimensiones, sobre el área deseada. El sistema permite medir distancias de varios milímetros con una resolución espacial en el orden del micrón y permite barridos en el orden del centímetro. Puede ser utilizado en una variedad de materiales tanto líquidos como sólidos. Se presentan resultados en la medición de topografía de superficies metálicas, vidrios y líquidos. Se muestran posibles aplicaciones en el análisis de ángulos de contacto, determinación de volúmenes y superficies y estudios de rugosidad. Se describe la idea general del método, se muestra un esquema experimenta simple como alternativa a las técnicas convencionales en el monitoreo y estudio de materiales. Se presentan imágenes obtenidas en topografías y tomografías de distintas muestras con distintos parámetros de interés. Se discute las posibilidades de implementar un sistema experimental sencillo que podría ser utilizado en ambientes fuera de un laboratorio de investigación.Item Interferometría óptica de baja coherencia para caracterización dimensional de microestructuras(2016) Sallese, Marcelo; Torga, Jorge Román; Tabla, Pablo; Morel, Eneas NicolásEn este trabajo se presenta un sistema de laboratorio basado en la técnica de interferometría óptica de baja coherencia en el dominio de las frecuencias (FD-OCT) para la caracterización dimensional de microestructuras. El sistema propuesto es un interferómetro en fibra óptica con una fuente de luz blanca que termina en un cabezal que enfoca el haz sobre la muestra. La medición se realiza enfocando el haz láser sobre cada punto de la muestra y realizando un barrido en dos dimensiones, sobre el área deseada. Permite ser montado en distintas configuraciones y medir distancias de varios milímetros con una resolución espacial en el orden del micrón. El sistema portamuestra permite realizar barridos en el orden del centímetro. Se muestran posibles aplicaciones en el estudio de morfología de dispositivos para microfluídica y análisis de ángulos de contacto. Se describe la idea general del método, se muestra un esquema experimental simple como alternativa a las técnicas convencionales en el monitoreo y estudio de materiales. Se presentan imágenes obtenidas en topografías y tomografías de distintas muestras con distintos parámetros de interés. Se discute las posibilidades de implementar un sistema experimental sencillo que podría ser utilizado en ambientes fuera de un laboratorio de investigaciónItem Desarrollo de un equipo basado en un interferómetro de baja coherencia para medición de topografía y tomografía de materiales(2017) Sallese, Marcelo; Tabla, Pablo; Cerrotta, Santiago; Morel, Eneas Nicolás; Torga, Jorge RománEste trabajo presenta los resultados de un proyecto del desarrollo de un equipo para realizar topografías y tomografías de materiales basado en una técnica óptica aplicado como ensayo no destructivo para la caracterización de superficies y determinación de volúmenes en el interior de materiales transparentes o semitransparentes. La técnica permite obtener imágenes 3D de alta resolución espacial, es apta para mediciones “in situ” y monitoreo en línea. Se muestran los avances en el diseño y construcción de un equipo a escala piloto basado en la técnica denominada tomografía óptica coherente en el dominio de la frecuencia. El equipo está constituido por un interferómetro en fibra óptica, un cabezal óptico, un sistema porta-muestra y un sistema de detección basado en un espectrómetro. El desarrollo de este equipo es un proyecto multidisciplinario y ha sido encarado tomando como prioridad el hecho de que varios de los elementos del sistema sean diseñados y construidos por investigadores de los laboratorios participantes. Se busca como objetivo principal que la tarea inicial de investigación se complemente con el posterior desarrollo tecnológico para obtener como resultado final un equipo que pueda ser utilizado por otros usuarios. Se describe la configuración desarrollada que incluye un novedoso dispositivo para alojar la muestra y realizar barridos controlados, el sistema de detección que utiliza sensores comerciales y también de diseño propio. Se muestran resultados obtenidos en la obtención de imágenes en distintos materiales.Item Low-coherence interferometry measurement of filling in porous silicon(2018) Sallese, Marcelo; Torga, Jorge Román; Budini, Nicolás; Urteaga, RaúlThe determination of capillary filling dynamics in nanoporous structures and, in particular, the analysis of the filling fraction profile in the advancing wet front have been proposed as possible methods for characterizing the pore distribution of these structures. Furthermore, the filling dynamics in nanoporous structures of known morphology allows studying fluid properties under conditions of strong spatial confinement. In this work we determine the capillary filling dynamics of porous silicon structures using low-coherence interferometry. When the liquid enters the porous structure there is an increase in the optical thickness of the layer. The determination of optical thickness as a function of position and time allows monitoring capillary filling dynamics. The high spatial resolution of this technique allows to analyze the wet front broadening, which can be used to obtain information about the pore distribution in the sampleItem Caracterización de recubrimientos obtenidos a partir de film líquidos por interferometría de baja coherencia.(2015) Sallese, Marcelo; Morel, Eneas Nicolás; Lunaa, Georgina; Tabla, Pablo; Torga, Jorge RománEn este trabajo se presenta la interferometría de baja coherencia como una técnica sin contacto para caracterizar recubrimientos obtenidos a partir de un film líquido depositado sobre distintos materiales. Nos referimos específicamente a recubrimientos poliméricos, barnices, pinturas y lacas entre otros, con la única condición de que sean transparentes o semitransparentes en la región del espectro electromagnético en el rango entre el visible y el infrarrojo lejano (400nm a 2000nm). La técnica permite la medición de espesor y homogeneidad del recubrimiento, o sea que puede ser utilizado como técnica de monitoreo del producto final o para estudio de su evolución temporal en el proceso de formación del film, por ejemplo en procesos de secado, polimerización o cambios estructurales. Se presenta una configuración experimental modular que puede ser adaptado a aplicaciones industriales, monitoreo en línea o sistemas de control de calidad. Se presentan mediciones en una muestra en base acuosa depositada sobre metal. Se muestran resultados en la medición de espesores, topografía de superficie y tomografía del materialItem Determinación del llenado capilar en silicio poroso mediante interferometría de baja coherencia(2017) Sallese, Marcelo; Morel, Eneas Nicolás; Cencha, Luisa; Budini, Nicolás; Urteaga, Raúl; Torga, Jorge RománLa determinación de la dinámica de llenado capilar en estructuras nanoporosas y, en particular, del perfil de la fracción de llenado en el frente de mojado se ha propuesto como un posible método de caracterización de la distribución de poros de la estructura [1]. Así mismo, la dinámica de llenado en estructuras nanoporosas de morfología conocida permite realizar el estudio de propiedades de fluidos en condiciones de gran confinamiento espacial [2]. En este trabajo se propone determinar la dinámica de llenado capilar en estructuras de silicio poroso nanoestructurado mediante la técnica de interferometría de baja coherencia. El ingreso de un líquido dentro de la estructura porosa produce un incremento en el espesor óptico de la capa. La determinación del espesor óptico en función de la posición y del tiempo permite monitorear la dinámica de llenado capilar. El sistema empleado es un interferómetro de una sola rama que utiliza como fuente de luz un láser de gran ancho espectral (~100 nm, centrado en 800 nm), un sistema de fibra óptica y un espectrómetro como sistema de detección. La señal de interferencia se genera por la superposición de las reflexiones en las distintas interfaces de la muestra con una reflexión de referencia (Fig. 1a). A partir del análisis de esta señal es posible medir camino óptico recorrido por el haz al atravesar la muestra. Se determinó el llenado capilar de una muestra de silicio poroso de 30 micrones de espesor y 80% de porosidad utilizando alcohol etílico. La muestra fue sellada en su parte superior con un film de etil-vinil-acetato (EVA) mediante calentamiento controlado del termoplástico (Fig. 1b). Los resultados indican que la dinámica de llenado sigue un comportamiento tipo Washburn (����� ∝ ��������������� ) y se evidencia un ensanchamiento pronunciado del frente de avance (Fig. 1c) que se corresponde con la morfología de la estructura porosa.Item Reduction of measurement errors in OCT scanning(Spie Digital Library, 2018-03-05) Sallese, Marcelo; Morel, Eneas Nicolás; Tabla, Pablo; Torga, Jorge RománOptical coherence tomography (OCT) is a non-destructive optical technique, which uses a light source with a wide band width that focuses on a point in the sample to determine the distance (strictly, the optical path difference, OPD) between this point and a reference surface. The point can be superficial or at an interior interface of the sample (transparent or semitransparent), allowing topographies and / or tomographies in different materials. The Michelson interferometer is the traditional experimental scheme for this technique, in which a beam of light is divided into two arms, one the reference and the other the sample. The overlap of reflected light in the sample and in the reference generates an interference signal that gives us information about the OPD between arms. In this work, we work on the experimental configuration in which the reference signal and the reflected signal in the sample travel on the same arm, improving the quality of the interference signal. Among the most important aspects of this improvement we can mention that the noise and errors produced by the relative reference–sample movement and by the dispersion of the refractive index are considerably reduced. It is thus possible to obtain 3D images of surfaces with a spatial resolution in the order of microns. Results obtained on the topography of metallic surfaces, glass and inks printed on paper are presented.Item Reconstrucción de imágenes topográficas para caracterización de superficies mediante microscopía óptica de baja coherencia(Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET 2018, 2018-10-30) Sallese, Marcelo; Tabla, Pablo; Morel, Eneas Nicolás; Torga, Jorge Román;Se presenta la técnica de microscopía óptica de baja coherencia en el dominio de las frecuencias (OCM-FD) para la obtención de imágenes 3D que permiten reconstruir la topografía de una superficie. La técnica puede ser aplicada sobre distintos materiales y texturas, en áreas de hasta 25x25mm, con una separación entre puntos de 4 μm y distancias en el eje normal al plano de barrido de hasta 2 mm con una resolución de 0.1 μm. Se muestran resultados sobre rugosidad en muestras metálicas, determinación de volumen extraído en muestras metálicas erosionadas y topografías de tintas conductoras impresas sobre cerámica y PET