Estudio experimental de la propagación de la luz en medios turbios

Abstract

El estudio de la propagación de la luz en medios turbios y la medición de sus constantes ópticas, son problemas de gran interés debido a la rapidez con que se han desarrollado nuevas fuentes de luz y a las numerosas aplicaciones, sobre todo biomédicas, que se han suscitado con ellas. En estas aplicaciones es necesario determinar adecuadamente las intensidades de radiación, o las dosis requeridas para lograr un efecto deseado, ya sea este biológico u óptico, en un sitio dado dentro del tejido; o también es necesario conocer la intensidad remanente luego del viaje a través del medio. En todos estos problemas se trata de la propagación de la luz en medios biológicos y muchas veces en tejido vivo. Sin embargo, debido a distintas dificultades de tipo técnico y biomédico, el estudio de dicha propagación se realiza en buena parte utilizando modelos físicos del tejido. En este trabajo de investigación se desarrolló un método experimental que permite estudiar la propagación de la luz láser dentro de un medio y que consiste en capturar en imágenes digitales la luz esparcida lateralmente por este, al iluminarlo con haces limpios de luz láser (632 y 473 nm). Con el fin de aplicar el método y siguiendo desarrollos anteriores del grupo de Óptica Cuántica, se elaboraron modelos, Phantoms, de medios turbios a partir de gelatinas comerciales. Este estudio permitió la determinación de la profundidad de penetración de la radiación y el coeficiente total de extinción en el medio, para intensidades controladas de luz incidente. Para validar el método fotográfico, se realizaron mediciones ópticas de índice de refracción, de reflectancia y transmitancia espectral de los modelos; la determinación de los coeficientes de absorción y esparcimiento (scattering) usando el método estándar de doble esfera integradora; y medidas del coeficiente de anisotropía utilizando un sistema de medición angular de la radiación esparcida diseñado en este trabajo. Este Trabajo de Investigación de Maestría, se realizó dentro del proyecto CI7745 financiado por la Universidad del Valle.