GRUPO DE ÓPTICA Y FOTÓNICA - Sociedad Red Colombiana de Óptica
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
GRUPO DE ÓPTICA Y
FOTÓNICA
http://grupodeopticayfotonicaudea.weebly.com/
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
ARTÍCULOS
INTERNACIONALES
Los integrantes del GOF autores de este artículo científico son el Dr. Alejandro Mira Agudelo y
el Dr. Walter Torres Sepúlveda. Este artículo fue publicado en la revista Biomedical Optics
Express y presenta el primer modelo de lente intraocular tipo Espada de Luz comparado con
lentes intraoculares multifocales de uso comercial.
This work presents the first models of light sword intraocular lenses (LS IOLs) with angularly
modulated optical power. We performed an experimental, comparative study with multifocal and
extended depth of focus intraocular lenses, which are available on the market. The measurements
conducted in an original optical bench were utilised for an analysis of point spread functions,
elongated foci, modulation transfer functions and the areas defined by them. The LS IOL models
perform homogeneous imaging in the whole range of designed defocus. The proposed concept of
extended depth of focus seems to be promising for the development of presbyopia-correcting
intraocular lenses capable of regaining fully functional vision
Enlace del artículo: https://doi.org/10.1364/BOE.11.000040
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
Los autores de este artículo fueron el estudiante de Doctorado en Física Msc. Alexis Jaramillo y
los profesores Dr. Alejandro Mira Agudelo y Dr. John Fredy Barrera Ramírez, todos ellos
miembros del Grupo de Óptica y Fotónica (GOF) de la Universidad de Antioquia (UdeA). Por el
Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP) se contó con la participación del pasante postdoctoral
Alejandro Vélez junto con el Dr. Roberto Torroba, ambos integrantes del Grupo de
Procesamiento opto-digital de la información en el Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp).
We present a new compact scheme to ensure high performance optical encryption. In this scheme,
the encrypted data and the security key are recorded without need for a reference arm, resulting
in a significant decrease in the size and complexity of the cryptosystem. The efficacy of the
compact scheme to protect data is verified by encrypting and decrypting different inputs. We also
test the resistance to both random noise and data loss. Additionally, the potential of the system is
evaluated by encoding the data to be encrypted by means of a customized data container. In this
way, we achieve a data volume reduction of 97% for the encrypted data while allowing for noise-
free information recovery using the proposed cryptosystem. We experimentally demonstrate both
encryption and volume reduction, confirming the validity and applicability of our proposal.
Enlace del artículo: https://doi.org/10.1088/2040-8986/ab68f0
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
Los autores de este artículo fueron Msc. Melisa Gómez Valencia, la pasante posdoctoral Dra. Sorayda
Trejos y el Dr. John Fredy Barrera Ramírez, todos ellos miembros del Grupo de Óptica y Fotónica
(GOF) de la Universidad de Antioquia (UdeA). Por el Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP)
se contó con la participación del pasante postdoctoral Alejandro Vélez junto con el Dr. Roberto
Torroba, ambos integrantes del Grupo de Procesamiento opto-digital de la información en el
Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp).
The digital recording of high-quality holograms requires the use of high-resolution recording
mediums, resulting in large amounts of data that must be stored and processed. In order to reduce
the amount of information to be managed, we propose and implement a compression protocol for
holographic movies. We perform a holographic video recording using an off-axis Fourier
hologram setup. The individual holograms corresponding to each frame of the movie are
processed to obtain the optical field data (OFD) that allows the full scene reconstruction. Then,
we process the OFDs with our compression protocol, which is based on the combination of an
optical scaling procedure, positioning, sampling with binary random masks and multiplexing.
Application of this protocol results in a single package with all the processed frames containing
the full compressed video. As a proof of concept, we apply our protocol to an experimentally
recorded movie of a rotating 3D object, achieving a compression of 87.5% compared to OFDs
and 99.0% compared to raw holograms. Finally, a comparison between the proposed protocol
and the JPEG compression format is included. We add the complete description of the procedure
along with experimental results supporting the proposed protocol.
Enlace del artículo: https://doi.org/10.1088/2040-8986/ab6aae
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
Varios integrantes del Grupo Óptica y Fotónica y colaboradores de la Universidad Tecnológica de
Varsovia, adelantaron la investigación que dio como resultado la publicación de un artículo en la
revista Translational Visión Science & Technology sobre las modificaciones de una lente Espada
de Luz (LSL) para obtener un mejor rendimiento en visión lejana mientras se mantiene un buen
funcionamiento para la visión cercana e intermedia, como aplicación en la corrección de la
presbicia; los autores integrantes del grupo que participaron son Walter Torres Sepúlveda,
Alejandro Mira Agudelo y John Fredy Barrera Ramírez.
We propose and evaluate the modifications of a light sword lens (LSL) to obtain better
performance for distance vision while maintaining good operation for near and intermediate
visión.The modifications consisted of assigning angular or circular windows for distance vision
while rescaling the LSL profile in the remaining area of the element. The objective performance
of the redesigned LSLs was verified numerically by the Strehl ratio and experimentally using
correlation coefficients and Michelson contrast. Subjective assessments were provided by
monocular visual acuity (VA) and contrast sensitivity (CS) through-focus curves for six patients
with paralyzed accommodation. The tested object vergence range was [–4.0, 0.0] diopters (D).
All experiments were conducted in a custom-made monocular visual simulator.
Enlace del artículo: https://doi.org/10.1167/tvst.9.3.6
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
En el mes de marzo el profesor Edgar Rueda publicó un artículo científico sobre la medición de
la absorción nolineal usando un espectrómetro nolineal. El artículo fue publicado en OSA
Continuum en compañía de los doctores Hernando García y Juan Serna
Using an electrically focus tunable lens (EFTL) in an F-scan setup and a tunable
femtosecondpulse laser (Mai Tai HP), we were able to measure the degenerated two-photon
absorption coefficient (in transmission) of CdS and ZnSe in an extended range of wavelengths
(690-1040 nm), with a 5 nm resolution. The process of measuring takes less than 30 minutes. We
compared our results with theoretical approaches for the dispersion relations of the nonlinear
properties of semiconductors and found excellent agreement with the experimental results. We
also compare our results with those reported in the literature. We derive the nonlinear refraction
using a Kramers-Kronig relation and compare it with the values reported in the literature. The
system has no moving parts, is highly compact, and is fully automated.
Enlace al artículo: https://doi.org/10.1364/OSAC.379283
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
En el mes de abril varios miembros del GOF publicaron un artículo científico en la revista
Optical Engineering sobre la presencia de histéresis en las lentes electro-ópticas OPTOTUNE.
Los miembros que participaron fueron el Dr. Walter Torres, la estudiante de pregrado Jenny
Morales, el estudiante de maestría Julián Henao, el Dr. Alejandro Mira y el Dr. Edgar Rueda.
Electrically focus-tunable lenses are a type of lens whose focal distance can be varied and
controlled electronically and fast. These advantages are making them suitable for many optical
applications and research experiments in fields like visual optics, optical metrology, optical
information processing, nonlinear optical-properties measurements, among others. For most
applications, the focal distance must be known with precision and reliability, becoming an
important issue that the focal distance programmed on the tunable lens corresponds to the truly
obtained focal distance. However, recently, a research article has presented evidence that these
tunable lenses have hysteresis. In this work, we confirmed the hysteresis of three tunable lenses,
determined how predictable is the focal distance programmed under different schemes,
corroborated the existence of an optical-power time drift, and proposed two schemes to be able
to predict the optical-power outcome with reliability. A case of study is presented to highlight the
importance of the characterization.
Enlace al artículo: https://doi.org/10.1117/1.OE.59.4.044103
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
Los autores de este artículo fueron Msc. Melisa Gómez Valencia, la pasante posdoctoral Dra. Sorayda
Trejos y el Dr. John Fredy Barrera Ramírez, todos ellos miembros del Grupo de Óptica y Fotónica
(GOF) de la Universidad de Antioquia (UdeA). Por el Centro de Investigaciones Ópticas (CIOP)
se contó con la participación del pasante postdoctoral Alejandro Vélez junto con el Dr. Roberto
Torroba, ambos integrantes del Grupo de Procesamiento opto-digital de la información en el
Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp).
In this paper, we present an optodigital protocol for the compression of 3D dynamic scenes
recorded with an off-axis Fresnel holography system. The compression protocol involves optical
scaling, sampling with binary masks and multiplexing of the optical field data obtained after a
filtering process applied to Fresnel holograms. Volume reduction of up to 93.71% and a 16-fold
decrease in the transfer time are achieved. Virtual-optical reconstruction is performed for
different values of the parameters involved in the compression protocol. The correlation
coefficient is used as a metric to measure the loss caused by the volume reduction process.
Furthermore, we show that a high level of lossy compression can be achieved with this protocol,
with better reconstruction quality than the MPEG-4 video compression technique. Finally, we
perform the experimental reconstruction using a holographic projection system based on phase
only spatial light modulator, highlighting the potential of our proposal.
Enlace del artículo: https://doi.org/10.1364/AO.383578
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
En el mes de abril los miembros del GOF, Natalia Londoño y Dr. Edgar Rueda, publicaron un
artículo científico sobre vórtices ópticos generados con máscaras discretas de fase en Optics and
Lasers in Engineering. El artículo fue publicado en compañía de los doctores Jorge Gómez, Dafne
Amaya, y Alberto Lencina.
In this work, we derived an analytic expression for the optical field generated by an off-axis
Gaussian beam diffracted by a Discretized Vortex-Producing Lens. With this system, a multifocal
arrangement of asymmetric optical vortices is obtained whose topological charge values change
with the position along the optical axis. This scheme allows both, obtaining a principal
asymmetric vortex corresponding with the topological charge value of the phase mask, and other
asymmetric vortices with charges different from the phase mask charge. With the analytical
expression, the effects induced by the discretization and misalignment on the irradiance and phase
of each vortex can be simultaneously studied. A signal-to-noise ratio expression is derived to
verify if the noise of the multifocal system might affect the optical vortices of interest in a
significant way: We found that noise is not a problem. In conclusion, a Discretized Vortex-
Producing Lens can be used as a continuous Spiral Phase Plate. Finally, we explored the
feasibility that the vortex phase could be employed as a displacement estimator.
Enlace al artículo: https://authors.elsevier.com/c/1asUiWipgWTqv
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Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
PRESENTACIÓN DE TRABAJOS DE
INVESTIGACIÓN
Tesis de Doctorado
El día 7 de mayo de 2020 el integrante del Grupo de Óptica y Fotónica (GOF) Walter Torres
Sepúlveda presentó la defensa virtual de su tesis doctoral titulada “Medidas dinámicas de
desempeño visual usando óptica adaptativa y óptica activa”, dirigida por el Dr. Alejandro Mira
Agudelo. Cabe resaltar que el trabajo presentado recibió la máxima distinción, Summa Cum
Laude.
Adicionalmente, participó en los grados privados realizados virtualmente el 5 de junio de 2020,
donde recibió su diploma como Doctor en Física.
10Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
Tesis de Maestría
La estudiante de Maestría en Física e integrante del Grupo de Óptica y Fotónica (GOF) Erika
Melisa Gómez Valencia presentó el trabajo de investigación titulado “Reducción de volumen de
información holográfica usando métodos óptico digitales”, trabajo dirigido por el Dr. John Fredy
Barrera Ramírez. La presentación se realizó el día 3 de junio de 2020 a través de la plataforma
MEET.
11Boletín 2020-1 Grupo de Óptica y Fotónica (GOF)
Nuevo canal de YouTube de la RCO
La Red Colombiana de Óptica está estrenando canal de YouTube. El profesor Edgar Rueda,
miembro del GOF, ya ha participado con varios videos sobre óptica. Les dejamos el enlace al
canal.
https://www.youtube.com/channel/UCMok_k3qWYyCOEcMQg32z6A
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