Juarez-Salazar

Título	Extracción de fase para aplicaciones automáticas en tiempo real
Autor	Rigoberto Juarez-Salazar, Doctorate of Science Applied Physics, Meritorious Autonomous University of Puebla.
Asesores	Carlos I. Robledo Sanchez, and Curz Meneses Fabian.
Citation	Rigoberto Juarez-Salazar, “Phase computing for automatic real-time applications,” PhD Thesis, Faculty of Physical-Mathematical Sciences, Meritorious Autonomous University of Puebla, Puebla, Mexico, (July 2014).
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Resumen

Codificación de fase es una de las técnicas más importantes en muchas áreas científicas y de ingeniería debido a la amplia variedad de cantidades físicas que se pueden medir con alta precisión por medios no invasivos. Los sistemas de medición por codificación de fase ópticos alcanzan alta exactitud, rápida respuesta (incluso en tiempo real), y son de bajo costo. Estas características deseables han sido posibles por los recientes avances tecnológicos en diodos láser, pantallas de cristal líquido, cámaras de alta velocidad, y computadoras de alto rendimiento. Sin embargo, el rápido desarrollo tecnológico también demanda mejorar los métodos convencionales de demodulación de fase.

Esta tesis está enfocada en la extracción de fase para medición óptica usando arreglos interferométricos y no interferométricos. Se desarrollan métodos de extracción de fase a través de procesamiento de patrones de franjas. Las principales contribuciones específicas de esta tesis son nuevos métodos de medición de fase que se describen a continuación.

1.	Normalización de patrones de franjas usando ajuste polinomial con el método de mínimos cuadrados.
2.	Análisis de Fourier de patrones de franjas normalizados.
3.	Algoritmo de corrimiento de fase generalizado para corrimientos de fase inhomogéneos y variación espacio-temporal de la visibilidad.
4.	Desenvolvimiento de fase por medio del enfoque de redondeo y mínimos cuadrados.
5.	Interferometría de corrimiento de fase por medio de desplazamiento lateral de una fuente láser puntual.

Las primeras cuatro contribuciones se refieren a la tecnología de extracción de fase, diseñada para no requerir intervención del usuario, no requerir recursos computacionales especializados, y facilidad para implementarse en distintas aplicaciones. La contribución 5 de la lista anterior se refiere a un arreglo óptico simple y económico de corrimiento de fase para evaluaciones interferométricas donde los corrimientos de fase son inducidos por medio del desplazamiento lateral de una fuente láser puntual.

De las cinco contribuciones de esta tesis, la contribución número tres es la que más destaca. Esta contribución se refiere a un método de corrimiento de fase generalizado capaz de manejar corrimiento de fase no lineales e inhomogéneos, robusto a variaciones significativas de contraste de los patrones de franjas, y posibilidad de funcionamiento hasta con un mínimo de dos patrones de franjas. Esta contribución representa un método novedoso que, hasta donde sabemos, es el primero en resolver el problema de extracción de fase en condiciones de operación generalizadas.

Palabras clave: Corrimiento de fase, Análisis de Fourier de patrones de franjas, Desenvolvimiento de fase, Normalización de patrones de franjas, Desplazamiento lateral, Aplicaciones automáticas en tiempo real.

Publicaciones

R. Juarez-Salazar et al., “Generalized phase-shifting algorithm for inhomogeneous phase shift and spatio-temporal fringe visibility variation,” Optics Express Vol. 22, Issue 4, pp. 4738-4750, 2014.

R. Juarez-Salazar et al., “Phase-unwrapping algorithm by a rounding-least-squares approach,” Optics Express Vol. 53, Issue 2, pp. 024102, 2014.

C. Robledo-Sanchez, R. Juarez-Salazar et al., “Phase-shifting interferometry based on the lateral displacement of the light source,” Optics Express Vol. 21, Issue 14, pp. 17228-17233, 2013.

J. Casco-Vasquez, R. Juarez-Salazar et al., “Fourier normalized-fringe analysis by zero-order spectrum suppression using a parameter estimation approach,” Optical Engineering Vol. 52, Issue 7, pp. 074109, 2013.

R. Juarez-Salazar et al., “Generalized phase-shifting interferometry by parameter estimation with the least squares method,” Optics and Lasers in Engineering Vol. 51, Issue 5, pp. 626-632, 2013.

R. Juarez-Salazar et al., “Automatic real-time generalized phase-shifting interferometry to process interferograms with spatio-temporal visibility,” Proc. SPIE, 8th Iberoamerican Optics Meeting, Portugal, pp. 878542, 2013.

R. Juarez-Salazar et al., “Straightforward filtering to phase demodulation by a Fourier normalized-fringe approach,” Proc. SPIE, 8th Iberoamerican Optics Meeting, Portugal, pp. 878543, 2013.

W. Guerrero-Sanchez, R. Juarez-Salazar, C. Meneses-Fabian, C. Robledo-Sanchez, “Fringe pattern simulation with an adaptive pendulum,” Proc. SPIE, Eighth Symposium Optics in Industry, Mexico, pp. 828713, 2011.