El Photron Crysta es una cámara de polarización de alta velocidad para el análisis bidimensional de la birrefringencia que se produce internamente en materiales o fluidos transparentes y semitransparentes.

¿Por qué la polarización? Hay muchas formas de obtener imágenes de lo que ocurre en el exterior de un objeto, como la fotografía de alta velocidad, las imágenes multiespectrales, la correlación digital de imágenes (DIC), los infrarrojos y las imágenes convencionales de 25 o 30 fotogramas por segundo (fps), por nombrar sólo algunas. Pero, ¿qué ocurre si se quiere ver lo que ocurre dentro del objeto, debajo de la superficie del mismo? Al visualizar la birrefringencia de un objeto, el Photron Crysta puede medir la tensión que se produce dentro de los materiales que se están probando.

¿Qué es la birrefringencia? Pues bien, los materiales transparentes o cristalinos pueden clasificarse como isótropos, en los que la refracción es simétrica, por lo que es la misma independientemente de la dirección en la que pase la luz, por ejemplo el vidrio. Sin embargo, algunos materiales son anisótropos, lo que significa que tienen una propiedad física que tiene un valor diferente cuando se mide en un eje diferente; la madera es un buen ejemplo de anisotropía, ya que tiene dos ejes distintos y es más fuerte a lo largo del grano que a través de él. La calcita es un excelente ejemplo de material anisótropo, en el que la luz se refracta en dos rayos (ordinario y extraordinario) que dependen de la polarización y la dirección de propagación de la luz. Un rayo suele viajar más lento que el otro. Esta diferencia se define como el retardo.

Fig. 1. Construcción del sensor de alta velocidad de Photron Crysta.

Como ya se ha mencionado, la Crysta es una cámara de polarización 2D de alta velocidad en la que un sensor CMOS de 1MP, compuesto por 1.024 por 1.024 píxeles de 20µm, tiene un entramado polarizador pixelado hecho de cristal fotónico fijado directamente al sensor. Este entramado de cristal fotónico presenta píxeles, en grupos de cuatro cuadrados, cada uno con un eje de polarización diferente en 0˚, 45˚, 90˚ y 135˚. Aplicando algoritmos de cambio de fase con luz incidente de polarización circular, se puede medir la diferencia de fase de birrefringencia y el ángulo azimutal para permitirnos cuantificar y medir la tensión física en fluidos y sólidos transparentes y semitransparentes en operaciones de resolución completa hasta 7.000 fotogramas por segundo (fps), y de resolución reducida hasta 1,3 millones de fps.

Fig. 2. Relación entre el retraso y el estrés

Al comparar el Crysta con los sistemas de polarización existentes en el mercado, la principal ventaja es la capacidad del Crysta de ver toda la imagen, no sólo una línea a la vez, o una vista especializada que tarda minutos en compilarse. La Crysta permite ver toda la zona de interés, miles de veces por segundo y con tiempos de obturación globales tan cortos como 369 nanosegundos. Además, además de capturar los datos de birrefringencia de alta velocidad de escaneo de área 2D que muestran lo que está sucediendo dentro del bloque de acrílico que se está perforando, también podemos registrar los datos del eje de polarizaciones y los datos de imágenes de alta velocidad "tradicionales" junto con la información de retardo.

 

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* El producto no está disponible en todas las zonas.

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