INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Topological phenomena in active arrays
Get PDFOne of the most exciting developing fields in optics is the non-Hermitian topological photonics theory. This new field not only promises the understanding of the theoretical properties of non-Hermitian systems, but has also generated the possibility to develop more efficient materials. This new field have emerged from the merging of two frontiers research fields. One is the study of non-Hermitian Hamiltonians that has led to the study of the Parity-time symmetry theory (PT). Its application in Optics has originated diverse applications such as, invisibility metamaterials and metasurfaces and single mode selection, to selection a few. The second one is the application of topological concepts in physical systems. The main objective of this work is to analyze a topological system with PT symmetry. The conditions where the PT symmetry and the topological properties are conserved in this theoretical model are determined. The PT symmetry and the topology of a system have transition phases. In a PT symmetric system, it is called unbroken phase when the eigenvalues of the system are completely real and it is called broken phase when the symmetry is no longer fulfilled and generates imaginary eigenvalues. In the case of a topological system, the system presents the trivial topological phase and the non-trivial phase. We will study the relation between the PT symmetry phases and the non-trivial phase of the topological system. To achieve the main goal, the work is divided into two parts:
*An optical PT symmetric system made by two coupled microring resonators are analyzed. Through this model, the broken and unbroken PT phases are verified.
* Finally, through a finite SSH array composed of microrings resonators, we study the conditions to have PT symmetry in the system. The model analyzed has been taken from the work of M. Parto, et.al., Phys. Rev. Lett. 120, 113901 (2018).
We corroborate that the system satisfies indeed the PT symmetry and topological conditions.Uno de los campos en desarrollo más emocionantes de la óptica es la fotónica topológica no Hermitiana. Este nuevo campo no solo promete la comprensión de las propiedades teóricas de los sistemas no Hermitianos, sino que también ha generado la posibilidad de desarrollar materiales más eficientes. Este nuevo campo ha surgido de la fusión de dos campos de investigación de frontera. Uno es el estudio de Hamiltonianos no Hermitianos que ha llevado al estudio de la teoría de la simetría de paridad-tiempo (PT). Su aplicación en óptica ha originado diversas aplicaciones, Tales como, invisibilidad en metamateriales y metasuperficies, selección de modo único, por ejemplo. El segundo es la aplicación de conceptos topológicos en sistemas físicos. El objetivo principal de este trabajo es analizar la simetría PT en un arreglo topológico. Se determinarán las condiciones en las que la simetría PT y las propiedades topológicas se conservan en este modelo teórico. La simetría PT y la topología de un sistema muestran fases de transición. En un sistema PT simétrico, se denomina fase no rota cuando los valores propios del sistema son completamente reales y fase rota cuando la simetría PT ya no se cumple y genera valores propios imaginarios. En el caso de un sistema topológico, el sistema presenta la fase topológica trivial y la fase no trivial, la última será analizada. Estudiaremos la relación entre las fases de simetría PT y la fase no trivial del sistema topológico. Para lograr el objetivo principal, el trabajo está dividido en dos partes:
* Estudio de un sistema óptico PT simétrico hecho por dos microanillos resonadores acoplados. A través de este modelo, se verificarán las fases PT no rota y rota.
* Finalmente, a través de un arreglo SSH formado por microanillos resonadores, se estudiarán las condiciones para que exista simetría PT. El modelo analizado ha sido tomado del trabajo de M. Parto, et.al., Phys. Rev. Lett. 120, 113901 (2018).
Corroboraremos que el sistema satisface tanto la simetría PT como el comportamiento topológico
Clasificación translingue para la detección de depresión en usuarios de twitter
Get PDFDepression is a mental disorder with strong social and economic implications. The symptoms of this disorder are closely related to the conduct and the way of expressing of the people who suffer it. In recent years, social media had become in a popular media where people share their feelings. Recently several works have explored the analysis of social media content to identify and track depressed users following a supervised learning strategy supported on the availability of labeled training data. Unfortunately, acquiring such data is very complex and costly. To handle this problem and based on the idea that despite of their cultural diversity, people with depression tend to share similar information and to express in an analogous way, this investigation proposes a crosslingual approach based on the idea that data already labeled in a specific language can be leveraged to classify depression in other languages. The proposed method is based on a word-level alignment process. Particularly, we propose two representations for the alignment; whose capture correspondences between languages. For evaluating the proposed approach, we faced the detection of depression by employing English and Spanish tweets as the source and target data respectively. After a first attempt at classification, a second stage of re-labeling is proposed. It uses the labels thrown by the first classifier, next submits them to a refining process based on word dictionaries to generate a new training set and subsequently build a new classifier. The results outperformed solutions based on automatic translation of texts, confirming the usefulness of the proposed approach. Also it shows the usefulness of the dictionaries in the re-labeling stage and how this can inuence to improve the label of the data.La depresión es un desorden mental con fuerte impacto en la vida social y económica de las personas. Los síntomas que presentan las personas que la padecen están relacionados con su comportamiento diario incluyendo la forma en la que se expresan. En los últimos añnos, las redes sociales han sido un medio a través del cual las personas comparten sus sentimientos y estados de ánimo. Esto ha propiciado el desarrollo de varias investigaciones, las cuales han explorado el análisis del contenido de las redes sociales para identificar usuarios con depresión. Todas ellas siguiendo una estrategia de aprendizaje supervisado soportado en la disponibilidad de los datos etiquetados para el entrenamiento. Desafortunadamente, el proceso de recolectar y etiquetar datos para el entrenamiento es muy complejo y costoso. Motivados por este problema, y basados en la idea de que a pesar de las diferencias entre lenguajes las personas que padecen de depresión comparten y expresan información similar, en este trabajo, se propone un enfoque translingue basado en la idea de que los datos etiquetados ya existentes en un idioma específico, pueden ser aprovechados para detectar depresión en otros idiomas. El método propuesto está basado en un proceso de alineación a nivel de palabra. Particularmente se proponen dos representaciones, las cuales permiten capturar la correspondencia entre ambos idiomas. Para evaluar el enfoque propuesto, fueron utilizados Tweets en inglés y español como los datos fuente y objetivo respectivamente. Después de una primera etapa de clasificación, se propone una segunda etapa de re-etiquetado con el objetivo de mejorar las etiquetas de clase de cada documento. Este proceso de re-etiquetado usa las etiquetas asignadas por el primer clasificador, las somete a un proceso de refinación basado en diccionarios de palabras para generar un nuevo conjunto de entrenamiento, y posteriormente construir un nuevo clasificador. Los resultados obtenidos superan la solución basada en la traducción automática de textos, confirmando la utilidad del enfoque propuesto. Mostrando además el beneficio de los diccionarios en la etapa de re-etiquetado y su inuencia en el mejoramiento de las etiquetas de los datos
Automated method to assist breast cancer diagnosis
Get PDFBreast cancer is the top cause of deaths by cancer in women worldwide. Methods for early detection of breast cancer are of great help to improve prognosis of patients, providing less aggressive treatment, and better time/cost performance. Stage 0 of can-cer, also known as pre-cancer, is not palpable and is only detected by screening mam-mogram examination. Therefore, the detection of cancer in this stage is desirable. This stage is characterized by lesions, known as micro-calcifications (MCs), the first clini-cally observable lesions, indicating such disease. Their typical size is less or equal to 1 mm, that is why it is difficult to be detected by an expert. In recent years, different methods, for micro-calcification detection on mammograms (X-ray images from the breast), have been proposed; however, the issue is still open to reach acceptable levels of detection rate and false alarm rate, preventing its use as a pre-diagnostic tool.
This work analyzes and proposes a new and simple system for detection of MCs, based on the use of the two most used public mammogram data sets, MIAS and DDSM. We first, analyze how an expert detects MCs in an image and which are its distinctive characteristics; such as intensity values of the surrounding tissue and the prominent peak in a MC. Therefore, a classification according to their local surroundings: obvi-ous, subtle and clusters. Additionally, a new MC detection method based on (1) mor-phologic segmentation for detection of regions of interest (ROIs), (2) extraction of few and effective attributes from candidates to MCs, and (3) one classification stage with two different classifiers, k Nearest Neighbor (kNN) and Support Vector Machine (SVM). For dense mammograms in MIAS database with a sensitivity of 0.9752, false alarm rate of 0, accuracy of 0.9876, and 0.9951 for area under the ROC curve using SVM, for a classifier. The proposed MC detection method achieves sensitivity, false positive rate, accuracy and area under the ROC curve of 0.9664, 0.0224, 0.9683 and 0.9934 for the MIAS data set; and 0.9386, 0.0526, 0.9664 and 0.9742 for the DDSM data set. The proposed method gives better results than those from state-of-the-art literature, when the mammograms are classified in fatty, fatty-glandular, and dense. Methods, that report results for dense mammograms, have poor performance; however, the presented method shows the best performance for dense mammograms.El cáncer de mama es la principal causa de muerte por cáncer en mujeres de todo el mundo. Los métodos para la detección temprana del cáncer de seno son de gran ayuda para mejorar el pronóstico de las pacientes, ya que proporcionan un tratamiento menos agresivo y un mejor desempeño en tiempo- costo. La etapa 0 del cáncer, también conocida como pre-cáncer, no es palpable y solo se detecta mediante un examen de ma-mografía. Por lo tanto, la detección de cáncer en esta etapa es deseable. Esta etapa se caracteriza por lesiones, conocidas como microcalcificaciones (MC), las primeras le-siones clínicamente observables, que indican dicha enfermedad. Su tamaño típico es menor o igual a 1 mm, por eso es difícil que un experto lo detecte. En los últimos años, se han propuesto diferentes métodos para la detección de microcalcificaciones en ma-mografías (imágenes de rayos X del seno); sin embargo, el problema aún está abierto para alcanzar niveles aceptables de tasa de detección y tasa de falsos positivos, evitando su uso como herramienta de diagnóstico previo. Este trabajo analiza y propone un sis-tema nuevo y sencillo para la detección de MC, basado en el uso de los dos conjuntos de datos de mamografías públicas más utilizados, MIAS y DDSM. Primero, analiza-mos cómo un experto detecta los MC en una imagen y cuáles son sus características distintivas; tales como los valores de intensidad del tejido circundante y el pico promi-nente en un MC. Por lo tanto, una clasificación de acuerdo con su entorno local: obvio, sutil y agrupaciones. Además, un nuevo método de detección de MC basado en (1) segmentación morfológica para la detección de regiones de interés (ROI), (2) extrac-ción de relevantes características de candidatos a MC, y (3) una etapa de clasificación con dos clasificadores kNN y SVM. Para mamografías densas en la base de datos MIAS con una sensibilidad de 0.9752, tasa de falsa alarma de 0, precisión de 0.9876 y 0.9951 para el área bajo la curva ROC usando SVM, como clasificador. El método de detección de MC propuesto logra sensibilidad, tasa de falsos positivos, precisión y área bajo la curva ROC de 0.9664, 0.0224, 0.9683 y 0.9934 para el conjunto de datos MIAS; y 0.9386, 0.0526, 0.9664 y 0.9742 para el conjunto de datos DDSM. El método pro-puesto ofrece mejores resultados que los de la literatura actual, cuando las mamografías se clasifican en grasosas, glandulares grasosas y densas. Los métodos, que informan resultados de mamografías densas, tienen bajo ren
Diseño y ensamble de un oxímetro retinal
No full textDiabetic retinopathy is characterized by lesions that modify the configuration of the retina, due to changes in its blood flow that can influence the oxygen supply in the retinal metabolism. Retinal oximetry makes it possible to detect changes in oxygen saturation in veins and arteries of diabetic patients with retinopathies. The main purpose is to build an oximeter at a low cost that allows the measurement of the reflectance in the retina, helping rapid screening in the detection of diabetic retinopathy. Diabetes is a complication that affects approximately 14 million people of productive age in Mexico. Of these approximately 50% will develop retinopathy, of which 40% will eventually be blind, that is, it is estimated that 2.8 million people will be blinded by diabetic retinopathy, which could be delayed by laser intervention. Performing ophthalmological tests on a population of 14 million is virtually impossible given the resources and number of qualified ophthalmologists.
The use of this 3D printing technology in the manufacture of precision parts such as optical frames, detector frames for data collection and a housing containing the optical arrangement for the development of this prototype, helps to have a relatively element Fast manufacturing and with this, field tests in a short time, obtaining feedback between the user and the designer, accelerating the development of a final product. The development of clinical instruments such as the one proposed in this project aims to generate an impact on society and an expansion in the field of biomedical instrumentation.La retinopatía diabética está caracterizada por lesiones que modifican la configuración de la retina, debido a cambios en su flujo sanguíneo que puede llegar a influenciar el suministro de oxígeno en el metabolismo retiniano. La oximetría de retina permite detectar cambios en la saturación de oxígeno en venas y arterias de pacientes diabéticos con retinopatías. El propósito fundamental es el de construir un oxímetro a bajo costo que permita realizar la medición de la reflectancia en la retina, ayudando a un rápido tamizaje en la detección de la retinopatía diabética. La diabetes es una complicación que afecta en México aproximadamente a 14 millones de personas en edad productiva. De estos aproximadamente el 50% desarrollara una retinopatía, de los cuales el 40% tendrán ceguera eventualmente, es decir, se estima que 2.8 millones de personas quedaran ciegas por retinopatía diabética, que podría ser retrasada mediante una intervención con láser. El realizar las pruebas oftalmológicas a una población <oftalmólogos calificados. La utilización de esta tecnología de impresión 3D en la manufactura de piezas de precisión como lo son monturas ópticas, monturas de detectores para la recolección de datos y una carcasa que contenga el arreglo óptico para el desarrollo de este prototipo, ayuda a tener un elemento relativamente de rápida fabricación y con esto, pruebas de campo en un corto tiempo, obteniendo una retroalimentación entre el usuario y el diseñador, acelerando el desarrollo de un producto final. La elaboración de instrumentos clínicos como el que se propone en este proyecto pretende generar un impacto en la sociedad y una expansión en el ámbito de la instrumentación biomédica
Radioenlace experimental satélite-estación terrena en la banda de ultra alta frecuencia (UHF) para la transmisión digital de datos
Get PDFEn el contexto de las comunicaciones entre una estación terrena y un satélite pequeño en el espacio, existe la necesidad de conocer la manera en que éste está operando. En este sentido al subsistema encargado de obtener, controlar y comunicar la información se le conoce como telemetría; siendo el intercambio de información donde se emplean radioenlaces en las bandas de ultra alta frecuencia (UHF) para la transmisión de señales de telemetría y tele-comando, así como la transferencia de datos provenientes de sensores remotos. En este trabajo de tesis, se propone el estudio y realización de un subsistema mínimo transmisor; el cual recibe datos de telemetría y establece un enlace satélite-tierra con subsistema receptor. El subsistema transmisor procesa los datos de sensores y los codifica hacia el protocolo de comunicación AX.25. Los datos son transmitidos al subsistema receptor mediante una portadora de comunicaciones en la banda de 430−440MHz. Este trabajo es parte de la investigación y desarrollo de satélites pequeños experimentales, en el marco del posgrado en Ciencia y Tecnología del Espacio del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE)
Lightweight finite field operators for public key cryptography on resource-constrained devices.
Get PDFNowadays, computational power is being used in various activities of human life. New computing paradigms such as the Internet of Things, wireless sensor networks, ubiquitous computing, and ambient intelligence make use of computing power to improve the quality of human life. Devices used in these new computing paradigms do not work in isolation, they communicate with each other or with the Internet to offer services. Also, it is expected that a large number of small devices are connected to the Internet in the near future. Since a wide range of applications require that devices store, transmit and receive sensitive information, it is necessary to provide security services so that attackers do not compromise data and devices. Security services required by applications are confidentiality, authentication, integrity, and non-repudiation. These security services can be provided through cryptography. Cryptography is divided in two areas: symmetric cryptography (or private key cryptography) and asymmetric cryptography (or public key cryptography, PKC). In private key cryptography, the sender and the receiver must agree to use specific information (key) to encrypt and decrypt messages. Public key cryptography proposes to use a pair of keys for each user, one public and the other one private. The public key can be known by anyone and can be used to encrypt a message for the owner of the key pair, which can decrypt the message with his private key, which presumably only he knows. Public key cryptography provides the four aforementioned security services, while private key cryptography only provides the confidentiality service. The main disadvantage with public key cryptography is that it requires a more considerable amount of computational power than private key cryptography, this is because it bases its security on mathematical problems defined in groups and finite fields. The core and most time consuming operations in any PKC system are the ones related to group and finite field operations (multiplication, inversion and exponentiation). Therefore, both types of cryptography are commonly used together, for example, public key cryptography can be used to perform a key exchange that is subsequently used in a private key cryptography system.Actualmente el poder computacional está siendo utilizado en diversas actividades de la vida humana. Nuevos paradigmas de computación como el Internet de las cosas, redes de sensores inalámbricos, cómputo ubicuo, y ambientes inteligentes hacen uso del poder computacional para mejorar la calidad de la vida de la humanidad. Los dispositivos usados en estos nuevos paradigmas de computación no trabajan aisladamente, se comunican entre ellos o con Internet para poder ofrecer sus servicios. Además, se espera que una gran cantidad de dispositivos estén conectados a Internet en el futuro próximo. Ya que en gran cantidad de aplicaciones se requiere que los dispositivos almacenen, transmitan y reciban información sensible es necesario proveer servicios de seguridad para que los atacantes no comprometan los datos o los dispositivos. Los servicios de seguridad que requieren las aplicaciones informáticas son: confidencialidad, autenticación, integridad y no-repudio. Estos servicios de seguridad pueden proveerse a través de la criptografía. La criptografía se divide en dos áreas: criptografía simétrica (o de llave privada) y criptografía asimétrica (o de llave pública). En la criptografía de llave privada el emisor y el receptor deben ponerse de acuerdo en usar cierta información (llave) para cifrar y descifrar mensajes. La criptografía de lleve pública propone usar un par de llaves para cada usuario, una pública y otra privada. La llave pública la puede conocer cualquiera y la pueden usar para cifrar un mensaje para el dueño del par de llaves, el cual puede descifrar el mensaje con su llave privada, que presumiblemente solo él conoce. La criptografía de llave pública provee los cuatro servicios de seguridad antes mencionados, mientras que la criptografía de llave privada solo provee el servicio de confidencialidad. La principal desventaja con la criptografía de llave pública es que requiere mayor cantidad de poder computacional que la criptografía de llave privada, esto se debe a que basa su seguridad en problemas matemáticos definidos en grupos y campos finitos. Las operaciones base y más demandantes en tiempo en cualquier sistema de criptografía de llave pública son operaciones aritméticas en grupos y campos finitos (multiplicación, inversión y exponenciación)
Exploración de cuasi partículas elásticas de cristal líquido inducidas por campo en movimiento
Get PDFLiquid crystals are intriguing materials that lead to a new field of physics due to the wide range of applications and characteristics they present, for example: birefringence, phase transitions, anisotropy (electrical, optical and mechanical) and solid-liquid duality. The main objective of this work is the study of the generation and characterization of the dynamics of micro structures in a nematic liquid cristal films under different anchoring conditions. The destabilization of a system in a state of equilibrium is achieved by the application of an electric and/or magnetic field, which causes the formation of patterns that can induce an in homogeneous distribution in the orientation of the liquid crystal molecules. As a result, localized micro structures may arise, whose direction of displacement depends on the initial orientation of the molecules. This phenomenon was found in two different liquid crystals with several spatial distributions of the homogeneous initial director. The reproduction of recent results, in the simple case of uniform alignment (published in 2018 [1]), was successfully achieved, as well as the detection of structures in a liquid crystal cell with non-uniform planar anchoring and homeotrope anchoring, which led to original research results.Los cristales líquidos son materiales intrigantes que dieron paso a un nuevo campo de la física debido a la amplia gama de aplicaciones y características que presentan, por ejemplo: birrefringencia, transiciones de fase, anisotropía, dualidad sólido-líquido. El presente trabajo tiene como objetivo principal el estudio de la generación y caracterización de la dinámica de micro estructuras en una película de cristal líquido nemático, bajo diferentes condiciones de anclaje. Las moléculas de un cristal líquido confinadas en una celda es un sistema en equilibrio, el director puede ser desestabilizado al aplicar un campo eléctrico y/o magnético, que provoca la formación de patrones que a su vez pueden inducir una distribución no homogénea en la orientación del director. Como resultado, pueden surgir micro estructuras localizadas, cuya dirección de desplazamiento depende de la orientación inicial de las moléculas. Este fenómeno se encontró en dos cristales líquidos diferentes con varias distribuciones espaciales del director inicial homogéneo. La reproducción de resultados recientes, en el caso simple de alineación plana uniforme (publicado en 2018 [1]), se logró exitosamente, así como la detección de estructuras en una celda de cristal líquido con anclaje plano no uniforme y anclaje homeótropo, que condujeron a obtener resultados de investigación originales
Diseño y fabricación de sistema de microválvula-bomba para control de microfluidos
No full textIn the field of study of microuidics, micropumps are one of the devices with a great importance since they are able to move small amounts of uid (10⁻⁹ - 10⁻⁸ litres) through uid channels with dimensions about tens or hundreds of microns. These devices are of outmost importance in Micro Total Analysis Systems (μTAS) or Labon-a-chip developing, which have a wide variety of applications, particularly in the fields of medicine (e.g. for the transport of minute volumes of substances to be analysed) and biology (e.g. for the continuous and controlled supply of a certain drug). The main objective of this work is to design and manufacture a microvalve-pump system for microuidics control. The proposed design makes use of the electrostatic attraction to deect a exible membrane made with silicon carbide (α - SiC) for causing volume changes inside the pump chamber to move the working uid (meant to be water) across the system. Nozzle/diffuser elements were used as uid rectifiers to promote the uid displacement in a preferential direction. COMSOL Multiphysics was used to simulate the behaviour of the proposed model and to obtain results about the output's ow rate and the membrane's maximum deection during the operation of the device. Subsequently, a device's manufacturing plan was designed taking into account current technologies in microfabrication and in development of micro-electromechanical systems (MEMS) making use of the results of past research in the field of microuidic devices manufacturing carried out at INAOE. For the manufacturing process, two substrates were used, a silicon substrate containing the uid channels, the passive valves and the pumping chamber. And, a glass substrate containing the device's inlet and outlet and the exible membrane. During the final manufacture stage, both substrates were bonded to complete the whole device.Dentro de la microfluídica, uno de los dispositivos con una gran importancia son las microbombas, las cuales son capaces de desplazar pequeñas cantidades de uido (10⁻⁹ - 10⁻⁸ litros) a través de canales con dimensiones de decenas o cientos de micrómetros. Estos dispositivos son de vital importancia para el desarrollo de microsistemas de análisis completo (μTAS) o Lab-on-a-chip, los cuales tienen una amplia variedad de aplicaciones, principalmente en campos como medicina y biología donde son empleados para el transporte de pequeñas cantidades de sustancias que deben ser analizadas o para la administración controlada y continua de ciertos medicamentos. El objetivo de este trabajo de investigacion es disenar y fabricar un sistema de microváalvula-bomba para ser empleado para el control de microuidos. El diseño propuesto emplea la atracción electrostática para deexionar una membrana exible de carburo de silicio (α - SiC) y provocar los cambios de volumen dentro de la cámara de bombeo que a su vez generan una presión sobre el uido de trabajo, el cual será agua, y así poder desplazarlo desde la entrada hacia la salida. Se utilizaron elementos nozzle/diffuser para realizar la rectificación de uido y promover el desplazamiento del uido en una dirección preferente. Se utilizó el software COMSOL Multiphysics para simular el comportamiento del modelo propuesto y obtener resultados de la razón de ujo en la salida y la deflexión máxima de la membrana durante el funcionamiento. Posteriormente, se diseño un plan de fabricación para el dispositivo tomando en cuenta las tecnologías de microfabricación y de desarrollo de sistemas micro-electromecánicos (MEMS) empleando los resultados de investigaciones previas en el área de fabricación de dispositivos de microfluídica realizados en el INAOE. Para la fabricación, se emplearon dos sustratos, un sustrato de silicio conteniendo los canales de paso del uido, las válvulas pasivas y la cámara de bombeo; y un sustrato de vidrio, el cual posee los puertos de acceso, así como la membrana exible. En la fase final de fabricación, se unen ambos sustratos para formar el dispositivo completo
Superficie selectiva de frecuencia totalmente dieléctrica impresa en 3D a base de PLA/Agua
Get PDFIn recent years, the use of systems in the microwave range (300MHz-300GHz) has grown exponentially. Some of the applications are in communications (television, internet, connectivity of mobile devices, etc.), military (radar, speed detectors, masers, etc.) and in astronomy (filters, detectors, etc.). Due to the proximity of the bands used in such systems, devices need to be capable of selecting specific frequencies either to block or let them pass. Currently, there is a wide variety of devices (filters, frequency selective surface, reflectors, radomes, etc.), that fulfill such tasks. Recent research focuses on new materials and the design of techniques to improve these devices (minimum power losses, low distortion level, greater selectivity, economical and non-polluting materials). In this work we present the design, simulation and characterization of an all-dielectric frequency selective surface 3D printed based on PLA (Polyactic Acid) and filled with deionized water. The response of the transmission as a function of the frequency of this device is low-pass with a cutoff frequency of 5GHz and a FBW (Fractional Bandwidth) of almost 65%, with a minimum transmission of less than 1% and maximum of 10% (after cutoff frequency). This surface is relatively easy to elaborate and economical, compared with others materials, because it was manufactured in a commercial 3D printer (non-industrial) obtaining an acceptable resolution with biodegradable and non-toxic materials.El uso de los sistemas en el rango de las microondas (300MHz-300GHz) ha crecido de manera drástica en los últimos años. Desde comunicaciones (televisión, internet, conectividad de dispositivos móviles, etc.) además de aplicaciones militares (radar, detectores de velocidad, máseres, etc.) y aplicaciones en astronomía (filtros, detectores, etc.). Debido a la cercanía de las bandas utilizadas en dichos sistemas, se necesitan dispositivos capaces de seleccionar frecuencias específicas ya sea para bloquear o dejarlas pasar a través de ellos. Actualmente existe una gran variedad de dispositivos (filtros, superficies selectivas de frecuencia, reflectores, radomos, etc.) que cumplen con estas tareas. Las investigaciones recientes se concentran en nuevos materiales y el diseño de técnicas para mejorar estos dispositivos (mínimas pérdidas de potencia, bajo nivel de distorsión, mayor selectividad, materiales económicos y no contaminantes). En este trabajo se presenta el diseño, simulación y caracterización de una superficie selectiva de frecuencia totalmente dieléctrica fabricada en una impresora 3D a base de PLA (Polyactic Acid) y rellena de agua desionizada. La respuesta de la transmisión en función de la frecuencia de este dispositivo es del tipo Pasa-Bajas con frecuencia de corte de 5GHz y un FBW (Fractional Bandwidth) de casi 65%, logrando alcanzar, durante el rechazo, una transmisión mínima menor al 1% y máxima del 10%. Esta superficie es relativamente fácil de elaborar y accesible económicamente, comparadas con otras, debido a que se fabricó en una impresora 3D comercial (no industrial) obteniendo una resolución aceptable con materiales biodegradables y no tóxicos
Análisis y aplicaciones del interferómetro con filo de la navaja: lentes con sistema 2f, y superficies cóncavas reflectoras
Get PDFThis thesis work continues with the implementation of the Knife Edge Interferometer (KEI), using the configuration 2f to measure the optical quality of lenses and spherical and parabolic concave reflective surfaces; eliminating the collimator system previously used, so that this system becomes an economical and versatile one; since we only require a knife to produce the wavefront by diffraction of the edge of the razor’s edge, and the test wavefront from the elements under test. This interferometer is classified as common trajectories, with self-reference, similar to the Linnik interferometer (IDP). Obtaining the interferograms using the KEI are partial due to the obstruction of the knife, so the method we use to obtain the remaining part, is rotating the knife 180°. Once the remaining part is obtained, we join the two partial interferograms by means of stitching them with computer programs from Matlab, thus obtaining the complete interferogram. Subsequently we analyze the interferograms using the commercial APEX program, obtaining quantitative results on the optical quality from the values of the aberrations, in terms of the wavelength of the light source used.En este trabajo de tesis se continúa con la implementación del Interferómetro Filo de la Navaja (IFN), empleando el arreglo 2f para medir la calidad óptica de lentes y superficies reflectoras cóncavas esféricas y parabólicas; eliminando el sistema colimador empleado previamente, por lo que éste sistema se convierte en uno económico y versátil; ya que solo requerimos de una navaja para producir el frente de onda de referencia mediante la difracción del borde del filo de la navaja, y el frente de onda de prueba procedente de los elementos bajo prueba. Éste interferómetro se clasifica como de trayectorias comunes, con auto referencia, similar al interferómetro de Linnik (IDP). La obtención de los interferogramas empleando el IFN son parciales debido a la obstrucción de la navaja, por lo que el método que empleamos para obtener la parte restante, es rotando la navaja 180°. Una vez obtenida la parte restante, unimos los dos interferogramas parciales por medio del hilvanado de ellos con el programa de computadora Matlab, obteniendo así el interferograma completo. Posteriormente analizamos los interferogramas usando el programa comercial APEX, obteniendo resultados cuantitativos sobre la calidad óptica a partir de los valores de las aberraciones, en términos de la longitud de onda de la fuente de luz empleada