El reto de simplificar la precisión

Introducción

Esta charla técnica trata de por qué lo simple no siempre es fácil y de lo que el módulo Shack-Hartmann (SH) de WaveMe debe hacer para facilitarte la vida.

En un antes tech-talk, nos explayamos sobre la calibración de los sensores SH en general y, al final, sobre cómo y por qué decidimos hacer las cosas de forma diferente en el módulo SH para WaveMe.

En primer lugar, volvamos al propósito principal de este módulo: ofrecer una aplicación fácil de usar que usted elegiría antes que cualquier otra cosa a la hora de configurar un sistema óptico. Por ejemplo, para la colimación, mi ambición es que elija el sensor antes que la tarjeta de visita. Sí, lo sé, la tarjeta de visita es tentadora. Es muy sencilla, pero también lo es el módulo SH de WaveMe. Sólo tienes que ponerlo delante de tu haz de luz y tendrás acceso a una precisión y unos resultados cuantificables que no se pueden conseguir con una tarjeta de visita. Claro que la tarjeta de visita cuesta menos, pero tu tiempo es valioso. Si usted también valora su tiempo, creo que encontrará que WaveMe es la elección clara.

El problema a resolver - ¿Dónde está la fuente?

He aquí un atisbo de lo que el módulo SH debe resolver para simplificar las cosas. He mencionado antes de que el módulo SH genera su calibración dinámicamente para liberar al usuario de la necesidad de alinear el sensor. A primera vista, es totalmente cierto. Pero hay un problema que el software debe resolver: ¿de dónde procede realmente la luz? Para entenderlo mejor, observa la siguiente figura.

Las líneas azules muestran una onda plana que ilumina el conjunto de lentes en ángulo recto, enfocándose finalmente en el detector. Las líneas naranjas iluminan el conjunto de lentes con un ángulo diferente, pero están perfectamente enfocadas en las mismas posiciones que las líneas azules. ¿Cómo vemos la diferencia entre el naranja y el azul? El propio detector CMOS es sin duda no sensible a la dirección. No podemos mover la matriz y en ningún caso no voy a pedirle que alinee el propio sensor SH. Eso iría en contra de todo el propósito, por no hablar de que la próxima vez, iría a por la tarjeta de visita. Ciertamente no queremos eso.

El truco barato, por supuesto, sería buscar el borde del conjunto de lentes. Fundamentalmente, nos enfrentamos a este problema debido a la periodicidad que termina en el borde. Pero ¿qué ocurre si, como ocurre a menudo, proyectamos la pupila de salida sobre el conjunto de lentes? En ese caso, no hay borde. Los patrones de puntos para los distintos ángulos de incidencia serían idénticos. ¿Cómo distinguirlos?

Como siempre, en los detalles está la clave

Sí, realmente está en los detalles. Detalles demasiado pequeños para que el ojo los distinga, pero no demasiado pequeños para las matemáticas. Un conjunto de microlentes no es perfecto. Es una de las razones por las que necesitamos calibrarlo. Aunque los centros de sus lentes se sitúen a más de 250 nm de sus posiciones prescritas, las matemáticas pueden "ver" las pequeñas desviaciones. Dejan un rastro estadístico que se puede detectar, y detectar con muy buenos márgenes. Para darle un giro humorístico, es como el príncipe que busca a Cenicienta, tamizando entre las candidatas hasta que el tacón de cristal encaja a la perfección. Para ser exactos, en nuestro cuento hay 7×7 candidatas, y el príncipe no se conforma con una de las hermanastras. Técnicamente, las 7×7 candidatas dan al sensor aproximadamente un rango de 12 grados en el que el príncipe espera encontrar a la fuente, me refiero a Cenicienta.

¿Por qué la simplicidad?

Una pregunta muy buena, pensé que nunca me la harían. Según mi experiencia, las herramientas tradicionales a menudo se quedan sin usar, acumulando polvo en una estantería. Con demasiada frecuencia, montamos nuestros laboratorios, o incluso nuestros productos, con equipos inadecuados, lo que da lugar a resultados mediocres. Con WaveMe en general y su módulo SH, espero cambiar esta situación, o al menos dar un paso significativo en la dirección correcta. Este esfuerzo también refleja nuestro compromiso inquebrantable de lograr los resultados esperados, o incluso excepcionales. Si decide asociarse con Senslogic, no espere menos.