Prototipagem, montagem e testes de um dispositivo de obtenção de imagens por grades interferométricas utilizando luz visível
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Data
2025
Autores
Sumi, Judith Calle
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Resumo
Este trabalho desenvolve um sistema interferométrico do tipo Talbot–Lau para obtenção de imagens por contraste de fase, utilizando a técnica de passo de fase. A instrumentação proposta inclui um conjunto mecânico e eletrônico de baixo custo, controlado por um microcontrolador Arduino, que ajusta com precisão micrométrica o deslocamento das grades interferométricas e captura as imagens por meio de um sensor CMOS OV7670. Os experimentos analisam o padrão de interferência com e sem a presença da amostra, avaliando as variações provocadas pela interação do feixe com o objeto. O processamento digital das imagens em MATLAB identifica alterações no padrão interferométrico associadas às características estruturais da amostra, composta de um material plástico fino e transparente com relevos superficiais. Os resultados obtidos confirmam a viabilidade do sistema para extração do gradiente de fase. Além disso, a similaridade dos princípios físicos envolvidos permite adaptar o dispositivo para aplicações com raios X.
Resumen
Este trabajo desarrolla un sistema interferométrico del tipo Talbot–Lau para la obtención de imágenes por contraste de fase, utilizando la técnica de paso de fase.La instrumentación propuesta incluye un conjunto mecánico y electrónico de bajo costo, controlado por un microcontrolador Arduino, que ajusta con precisión micrométrica el desplazamiento de las rejillas interferométricas y captura las imágenes mediante un sensor CMOS OV7670. Los experimentos analizan el patrón
de interferencia con y sin la presencia de la muestra, evaluando las variaciones provocadas por la interacción del haz con el objeto. El procesamiento digital de las imágenes en MATLAB identifica alteraciones en el patrón interferométrico asociadas a las características estructurales de la muestra, compuesta de un material plástico fino y transparente con relieves superficiales. Los resultados obtenidos confirman la viabilidad del sistema para la extracción del gradiente de fase. Además, la similitud de los principios físicos involucrados permite adaptar el dispositivo para aplicaciones con rayos X.
Abstract
This work develops a Talbot–Lau interferometric system for phase-contrast imaging using the phase-stepping technique. The proposed instrumentation includes a low-cost mechanical and electronic setup, controlled by an Arduino microcontroller, which enables micrometric precision in adjusting the displacement of the interferometric gratings and captures images using a CMOS OV7670 sensor. The experiments analyze the interference pattern with and without the presence of the sample, evaluating the variations caused by the interaction of the beam with the object. The digital processing of the images in MATLAB identifies alterations in the interferometric pattern associated with the structural characteristics of the sample, which consists of a thin, transparent plastic material with surface reliefs. The obtained results confirm the feasibility of the system for phase gradient extraction. Furthermore, the similarity of the physical principles involved allows the device to be adapted for X-ray applications.
Descrição
Palavras-chave
processamento digital de imagens, Raios X, MATLAB (programa de computador)