Redacción

Los espectrómetros ópticos son instrumentos con una amplia variedad de usos. Midiendo la intensidad de la luz a través de diferentes longitudes de onda, pueden utilizarse para tomar imágenes de tejidos o medir la composición química de todo, desde una galaxia lejana hasta una hoja. Ahora unos investigadores del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de California en Davis han ideado un nuevo y rápido método para caracterizar y calibrar los espectrómetros, basado en cómo responden al “ruido“.

La espectroscopia óptica divide la luz y mide la intensidad de las diferentes longitudes de onda. Es una técnica poderosa en una amplia gama de aplicaciones. Los ingenieros de UC Davis Aaron Kho y Vivek Srinivasan han encontrado ahora una nueva forma de caracterizar y calibrar cruzadamente los instrumentos de espectroscopia utilizando el exceso de “ruido” en una señal de luz.

La resolución espectral mide lo bien que un espectrómetro puede distinguir la luz de diferentes longitudes de onda. También es importante poder calibrar el espectrómetro para que los diferentes instrumentos den resultados fiables y consistentes. Los métodos actuales para caracterizar y calibrar espectrómetros son relativamente lentos y engorrosos. Por ejemplo, para medir cómo responde el espectrómetro a las diferentes longitudes de onda, se harían brillar sobre él múltiples láseres de diferentes longitudes de onda.

El ruido suele considerarse una molestia que confunde las mediciones. Pero el estudiante de postgrado Aaron Kho, trabajando con Vivek Srinivasan, profesor asociado en ingeniería biomédica y oftalmología, se dio cuenta de que el exceso de ruido en la luz de banda ancha y de múltiples longitudes de onda también podría ser útil y reemplazar todos esos láseres individuales.

“La respuesta del espectrómetro al ruido puede utilizarse para inferir la respuesta del espectrómetro a una señal real”, dijo Srinivasan. Eso es porque el exceso de ruido da a cada canal del espectro una firma única.

(Foto: Pixabay)

En lugar de utilizar muchos láseres de una sola longitud de onda para medir la respuesta del espectrómetro en cada longitud de onda, el nuevo método utiliza solo las fluctuaciones de ruido que están presentes de forma natural en una fuente de luz con muchas longitudes de onda. De esta manera, es posible evaluar el rendimiento del espectrómetro en solo unos segundos. El equipo también demostró que podrían utilizar un enfoque similar para calibrar dos espectrómetros diferentes.

Kho y Srinivasan usaron el método del exceso de ruido en la técnica TCO (Optical Coherence Tomography, o Tomografía de Coherencia Óptica), una técnica para obtener imágenes del tejido ocular vivo. Al aumentar la resolución de la TCO, fueron capaces de descubrir una nueva capa en la retina del ratón.

Estos nuevos enfoques para la caracterización y la calibración cruzada mejorarán el rigor y la reproducibilidad de los datos en los muchos campos que utilizan espectrómetros, dijo Srinivasan, y la comprensión de que el exceso de ruido puede ser útil podría llevar al descubrimiento de otras aplicaciones.