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Desarrollo de un nuevo método para la caracterización del retardo efectivo de fase introducido por láminas delgadas de birrefringentes lineales

Resumen

La luz polarizada es usada en diversas aplicaciones, industriales y en laboratorios. Debido a esto, para el desarrollo de futuras aplicaciones es muy útil la caracterización de las propiedades ópticas de los materiales, por ejemplo la birrefringencia, la cual está presente en estructuras anisotrópicas como cristales, polímeros y estructuras biológicas como colágeno y materiales a base de celulosa como el celofán, el cual ha sido descrito como un retardador de media onda. Sin embargo, se espera que el material sea no homogéneo, es decir, en cada sección del celofán presente un retardo de fase diferente dado por factores como espesor no homogéneo o porosidad, ya que no fue creado con fines ópticos. Por esto proponemos un método para caracterizar la birrefringencia de la muestra rotatoria basado en la ley de retardadores lineales, que caracteriza los estados de polarización emergentes de una birrefringente lineal cuando pasa un haz polarizado. Por tanto, el desfase del retardador se obtiene mediante la curva geométrica de la intersección de la esfera de Poincaré con un cono de ángulo δ, que representa el desfase, se identificó que el método funciona independiente al estado de entrada polarizado, y se clasificó un caso particular, cuando el cono es tangente a la esfera y este permite medir el retardo de fase usando sólo la elipticidad del estado de entrada. Este método no requiere de elementos adicionales como placas retardadoras, compensadores o analizadores, lo que implica una reducción del error instrumental, ya que solo es necesario conocer dos estados de polarización específicos que ofrecen practicidad y sencillez; el estado de polarización de entrada y un estado emergente, además permite identificar el eje rápido y el eje lento del birrefringente. Finalmente, el método se evaluó experimentalmente mediante la caracterización de la birrefringencia de tres muestras de celofán usando un estado de entrada linealmente polarizado y se verificó la generalidad del método usando varios estados elípticos siendo uno de estos el caso partícular. Se logró medir la no-homogeneidad del material con el método generado de caracterización y se visualizó usando microscopía DIC, además se propuso una posible aplicación para la generación de haces vectoriales mediante el método de máscaras de celofán verificada mediante simulaciones utilizando la caracterización obtenida.