Caracterización de un haz laser al propagarse a distancias horizontales y baja altura: estudio de la temperatura atmosférica sobre las propiedades del frente de onda - Contreras Lopez, Juan Carlos (Universidad Industrial de Santander, 2016)
La temperatura es una magnitud que se relaciona con el índice de refracción, entre más intensa sea la temperatura el índice de refracción fluctuará más de manera aleatoria, lo que generará una mayor distorsión en el frente de onda y por consiguiente un desplazamiento en el centroide. Este proyecto de grado muestra los efectos que tiene la temperatura sobre la trayectoria de un haz láser al propagarse de manera horizontal a bajas alturas, con el fin de mejorar el procesamiento respecto a la distorsión, debido a que en este rango de medida (a nivel de la corteza terrestre), la luz se ve afectada por la turbulencia atmosférica distorsionando de esta manera la imagen. Con la intensión de observar el efecto causado al propagar un haz láser por un medio turbulento fuertemente influenciado por la temperatura, se experimentó con dos sistemas de variación y control de temperatura en su interior. El primero un turbulador y el segundo un paralelepípedo de vidrio, a través de un montaje experimental se capturó la información del haz láser y de la temperatura presente sobre los dos sistemas mencionados, por medio de una configuración de tres (3) cámaras CMOS Y cuatro (4) sensores de temperatura (LM35) en forma sincronizada. La información obtenida se analizó con la herramienta de software MATLAB ®, lo cual permitió hallar la posición del centro de masa del spot en el tiempo, y las desviaciones causadas por las diferentes condiciones turbulentas generadas en los sistemas de temperatura. Los resultados se vieron reflejados en el análisis estadístico del desplazamiento del centroide.
Temperature, Atmospheric Turbulence, Laser Beam.
Keywords: Temperatura; Turbulencia Atmosférica; Haz Láser.; Temperature is a physical magnitude; related to refractive index; if temperature is higher; then refractive index presents more important fluctuations randomly; which produce a greater distortion in the wavefront and thus a displacement in the centroid. This end degree project shows the effect that has the temperature on the laser beam horizontal path at ground level; in order to improve processing regarding distortion; because in this measuring range (at the level of the earth’s crust); the light is affected by atmospheric turbulence thus distorting the image. With the intention to observe the effect caused by the turbulent medium strongly influenced by temperature on propagation laser beam; we experimented with two variable and controllable temperature systems designed-made for this purpose. The first one is a Turbulador and the second is a parallelepiped glass. Experimental setup information for the laser beam and turbulence temperature in these two systems is captured through a configuration of three (3) CMOS cameras and four (4) temperature sensors (LM35) synchronously. The obtained information is analyzed with the software tool MATLAB ®. This tool allows find the position of the spot mass center in function of time evolution; and it for their deviations caused by different turbulent conditions generated inside the two temperature manufactured systems. The results were reflected in the statistical analysis of the centroid translation.