Medición de birrefringencia de objetos transparentes usando un polariscopio

Abstract

The birefringence is a optical property of some materials with at less two refractive index due their molecular symmetry. In nature exist materials with this property such as calcite, quartz and others and their effects on light are of interest in this work. One of these effects is the double refraction that can produce a double image from an object, another effect is the change in the polarization state of light. This days, the study of birefringence has taken interest in the medical area due to the human body tissue present some symmetry on the cells showing birefringence when are illuminate by light or are seen through polarized light. There is reported that ill tissue loss their cell order as in the case of cancer and therefore exist a birefringence change. The analysis consist in determinate or measure the birefringence on this tissues to determinate if they are healthy or ill. In this work is shown a method to measure birefringence of materials with negligible absorbance. This method is based on a system optic known as polariscopic that consists of two lineal polarizers with trasmition axes perpendicular between them. The image at the end of the optical system is captured by a digital camera and processed with an algorithm written in Mathematica. The resulting birefringence are compare with the birefringence measured with a commercial polarimetry.

La birrefringencia es una propiedad de algunos materiales que tienen al menos dos índices de refracción debido a su simetría molecular. En la naturaleza existen materiales con esta propiedad tales como calcita o cuarzo entre otros y sus efectos sobre la luz son de interés en este trabajo. Uno de estos efectos es la doble refracción y pueden llegar a formar una doble imagen de un objeto, otro de sus efectos es el cambio en el estado de polarización de un haz de luz. Actualmente, el estudio de la birrefringencia ha tomado interés en el área médica debido a que los tejidos del cuerpo humano presentan cierta simetría en sus células mostrando birrefringencia cuando son iluminados o vistos con luz polarizada. Está reportado que los tejidos enfermos pierden el orden de las células como en el caso del cáncer como se ve en el trabajo de G. Wood Michael [1] o del glaucoma como muestra Cense, Barry en [2] y por tanto su birrefringencia sufre un cambio. El análisis consiste en determinar o medir la birrefringencia de estos tejidos para determinar si están enfermos o sanos. En este trabajo se muestra un método para medir la birrefringencia de materiales cuya absorbancia es despreciable. Este método se basa en el uso de un sistema óptico conocido como polariscopio que consiste de un par de polarizadores lineales con su eje de transmisión perpendicular entre sí siendo la muestra colocada entre ellos. La imagen que se obtiene en la salida del sistema es capturada por una cámara digital y es procesada con un algoritmo implementado en Mathematica. Los resultados de la birrefringencia que se obtienen son comparados con los obtenidos con un polarímetro comercial.