Microscopía de polarización en un sistema de visión múltiple

Abstract

La imaginería de polarización permite la extracción de información óptica vectorial a lo largo de una escena, con aplicaciones recientes que van desde el sensado remoto hasta la microscopía. En microscopia de polarización en particular, la luz polarizada es útil para evaluar los cambios en las estructuras de algunas células o servir como una herramienta cuantitativa de diagnóstico médico. En este sentido, en los enfoques convencionales a la microscopia de polarización los diferentes estados de polarización son obtenidos mediante técnicas de multiplexación temporal, esto es realizar una captura con un polarizador en una orientación dada, luego rotar dicho polarizador y realizar otra toma, y repetir esto hasta obtener la información necesaria para extraer el estado de polarización. Estas estrategias al ser secuenciales estudian principalmente fenómenos estáticos o pueden resolver fenómenos dinámicos introduciendo cámaras de alta velocidad pero a un alto costo económico. En el presente trabajo se propone una técnica de bajo costo para el sensado de polarización en una sola toma con la posibilidad de realizarlo en tiempo real. Por medio de la modificación de una cámara comercial y reemplazando su lente convencional por un sistema óptico que integra un objetivo de microscopio y un arreglo de lentes con una máscara de polarización, es posible mediante el procesado digital de las imágenes elementales capturadas, obtener los parámetros de Stokes en una sola toma. Este enfoque explota el fenómeno óptico de que una muestra 2D vista a través de un arreglo de lentes, genera varias capturar en una sola toma la muestra vista a través de polarizadores con distinta orientación. El esquema propuesto es robusto a desalineaciones del sistema óptico y apropiado para el procesado de secuencias de video de muestras microscópicas. Hasta donde sabemos, este es el primer reporte de la combinación de un sistema multivisión e imaginería de polarización en aplicaciones a microscopia.